История дизельных двигателей: технологии, покорившие мир
От изобретения дизельного двигателя до современных систем непосредственного впрыска Bosch Common Rail
Для технического прорыва понадобилось всего 13 страниц – на них Рудольф Дизель изобразил и описал двигатель, названный впоследствии его именем. Патент на изобретение под номером 67207 был выдан Имперским патентным ведомством Германии 120 лет назад. Именно тогда, 23 февраля 1893 года, началась история, результатом которой стали миллионы легковых автомобилей, грузовиков и кораблей, работающих на дизельных двигателях сегодня. К сожалению, сам г-н Дизель не дожил до всемирного успеха своего детища: он умер во время морского путешествия 29 сентября 1913 года – ровно сто лет назад.
Секрет успеха его разработки заключался в самовоспламенении топливной смеси – именно это свойство остается ключевым в дизельном двигателе и сегодня. В конструкции Рудольфа Дизеля воздушно-топливная смесь была сжата в соотношении 20:1, что создавало условия для самовоспламенения.
Дизельные двигатели выходят на рынок: от Mercedes-Benz 260 D до Golf GTD
Уже в 20-х годах прошлого века автомобильные эксперты пророчили дизельному двигателю большое будущее. Однако ждать наступления этого «золотого времени» пришлось не один год. Первый грузовой автомобиль с дизельным двигателем был выпущен в Германии в 1924 году, и только в 1929 году американский производитель двигателей Cummins в качестве эксперимента использовал дизельный двигатель в легковом автомобиле. Первой серийной легковой моделью, работающей на дизеле, стал Mercedes-Benz 260 D, вышедший в 1936 году. Однако понадобилась еще четверть века, чтобы водители перестали воспринимать дизели как медленные, скучные, шумные и грязные моторы.
Впрочем, со временем отношение потребителей изменилось.
После Второй мировой войны дизельные авто стали постепенно завоевывать рынок. А появление в 1975 году автомобиля VW Golf Diesel произвело настоящий фурор. Этот компактный хэтчбек стал первой компактной моделью, оснащенной высокооборотным дизельным двигателем. При этом топливные насосы распределительного типа от Bosch обеспечивали автомобилю еще и высокую экономичность. Версия Golf GTD с турбонаддувом и, соответственно, повышенной производительностью, вошла в историю как первый спортивный дизельный легковой автомобиль. На волне такого успеха все ведущие автопроизводители Европы наладили выпуск моделей среднего и гольф-класса, оснащённых дизельными двигателями.
Рубеж в 1000 бар: повышение давления впрыска увеличивает производительность
Завоевав класс компактных автомобилей, дизельная технология продолжила покорение автопрома. Постепенно повышалось давление, а непосредственный впрыск заменил конструкцию с разделёнными камерами сгорания. В 1989 году в автомобиле Audi 100 TDI дебютировал первый аксиально-плунжерный топливный насос высокого давления распределительного типа для непосредственного впрыска дизельного топлива.
По новой технологии Bosch топливо под давлением около 1000 бар подавалось непосредственно в цилиндр, что обеспечивало эффективное сгорание. В результате повышалась мощность двигателя, а расход топлива и уровень выбросов снижались. Спустя сто лет после изобретения дизельного двигателя Bosch совершил технический прорыв.
В конце 1990-х годов компания поставляла на рынок несколько разновидностей систем непосредственного впрыска, которые включали в себя радиально-поршневой распределительный насос, технологию с насос-форсунками, систему Common Rail. Уже первые модели были рассчитаны на работу при давлении около 1500 бар, а последующие поколения поддерживали 2000 бар и выше.
Система Common Rail со временем стала доминирующей технологией, что во многом связано с ее тихой и эффективной работой. Особенность системы заключается в том, что топливо подается во все цилиндры при постоянном давлении. Пиковое давление в таких системах ниже, чем при использовании технологии насос-форсунка (где показатели могут достигать значений гораздо более 2000 бар и обеспечивать низкий расход топлива), однако стабильно высокое давление, при котором топливо хранится в общем распределителе, позволяет осуществлять до восьми впрысков за один цикл.
Возможность делать предварительные и дополнительные впрыски позволяет двигателю работать тише, а также сокращает уровень выбросов. Таким образом, система Common Rail позволяет снизить вредное воздействие на окружающую среду.
Каждый второй новый автомобиль в Германии – дизельный
Сегодня уже нет сомнения, что дизель предоставляет мощность и динамику, соответствующую или даже превосходящую другие типы двигателей. Благодаря турбокомпрессорам с изменяемой геометрией турбины, которые сейчас являются стандартом, современные дизельные двигатели демонстрируют высокий крутящий момент даже на низких оборотах. Распространенное мнение о том, что дизельные двигатели – это грязь и шум, давно осталось в прошлом. Современные транспортные средства, работающие на дизеле, тихие и экономичные. Системы обработки выхлопных газов, подобные Denoxtronic, дополнительно сокращают выбросы оксидов азота, позволяя соответствовать даже самым строгим стандартам, таким как Euro-6. Дизельный двигатель проделал путь от диковинки и статуса рабочей лошадки до повсеместного использования.
Конечно, Рудольф Дизель даже не мечтал ни о чем подобном, когда впервые собрал свой двигатель в 1897 году. Однако запись в дневнике изобретателя свидетельствует, что он высоко оценивал потенциал своего детища: «После долгих лет напряженных усилий и преодоления невообразимых трудностей, мне наконец-то удалось создать машину, воплощающую мою задумку. Это плавно работающий, очень простой и удобный в эксплуатации механизм, результаты работы которого превосходят все разработки, сделанные ранее».
Common RailдизельBosch
Области применения дизельных двигателей
Использование дизельных двигателей
После изобретения Рудольфом Дизелем, его двигатель, претерпев некоторые изменения в течении ста лет, стал самым востребованным и практичным в использовании в разных областях деятельности. Главной его особенностью стала высокая эффективность и экономичность.
Сегодня дизельный двигатель используют:
на стационарных силовых агрегатах;
на грузовых и легковых машинах;
на тяжелых грузовиках;
на сельхоз/спец/строительной технике;
на тепловозах и судах.
Дизели могут иметь рядную и V-образную структуру. Без проблем работают с системой наддува воздуха.
Основные параметры
При эксплуатации двигателя, важны следующие параметры:
мощность двигателя;
удельная мощность;
экономичная, и в тоже время надежная эксплуатация;
практичная компоновка в силовом отсеке;
комфорт и совместимость с окружающей средой.
От того, в какой области деятельности применяется дизель, будет меняться его внутренняя конструкция.
Применение дизельного двигателя
- Стационарные силовые агрегаты
Рабочие обороты, в стационарных агрегатах как правило фиксированные, поэтому двигатель и система питания должны работать вместе в постоянном режиме. В зависимости от интенсивности нагрузки, подача топлива контролируется регулятором частоты вращения коленчатого вала, для поддержания заданных оборотов.
На стационарных силовых агрегатах чаще всего используют аппаратуру впрыска с механическим регулятором. Иногда как стационарные могут использоваться и двигатели для легковых авто и грузовиков, но только при правильно настроенном регуляторе. - Легковые авто и легкие грузовики
На легковых автомобилях используются быстроходные дизели, то есть способные развивать высокий крутящие момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала. Система с электронным управлением впрыска Common Rail получила здесь своё широкое применение. Электроника отвечает за впрыск определенного количества топлива и этим достигается полное сгорание, повышение мощности и экономичность. В Европе дизельные легковые автомобили оснащаются системами впрыска топлива, так как расход топлива у них ниже, чем у двигателей с разделенными камерами сгорания (на 15-20%).
Эффективной системой повышения мощности двигателя является турбонаддув. Для создания наддува во всех режимах работы двигателя используется турбонагнетатель.
Ограничение по нормам токсичности отработанных газов (ОГ) и рост мощности обеспечили использование систем впрыска топлива с большим давлением. Ограничения содержания вредных веществ в ОГ обусловили постоянное совершенствование конструкции дизелей.
- Тяжелые грузовые автомобили
Основным критерием здесь является экономичность, поэтому для грузовых автомобилей применяют дизельные двигатели с системой непосредственного впрыска топлива. Частота вращения коленчатого вала здесь достигает 3500 оборотов. К этим двигателям также применимы жесткие требования норм по отработанным газам, это говорит о контроле и высоких требованиям качества к существующей системе, а также к разработке новых.
- Строительная спец/сельхозтехника
Самое широкое использование дизель получил именно здесь. Основными критериями здесь стали не только экономичность, но и надежность, простота и удобство в обслуживании. Мощности и шумности не придается такое значение, как например для легковых дизельных авто.
На спец/сельхозтехнике используют дизели различной мощности. Чаще всего для таким машин применяется механическая система впрыска топлива, а также простая система воздушного охлаждения. - Тепловозы
Схожесть двигателей тепловозов с корабельными двигателями говорит об их надежности и длительной эксплуатации. Они могут работать на топливе худшего качества. Подобные двигатели распространяются от большегрузных авто до средних судов.
- Суда
От области применения судового дизеля зависят требования к нему. Для морских и спортивных катеров используют дизели высокой мощности (здесь применяют четырехтактные двигатели с частотой вращения коленчатого вала до 1500 об/мин, имеющие до 24 цилиндров). Двухтактные двигатели экономичны и применяются при длительной эксплуатации. Эти низкооборотные двигатели имеют наивысший КПД до 55%, и работают на мазуте что требует специальной подготовки на судне. Мазут необходимо нагревать (примерно до 160 С) — тогда вязкость мазута уменьшается и его можно использовать для работы фильтров и насосов.
На судах среднего размера используют дизельные двигатели, которые изначально были созданы для большегрузных авто. В конечном итоге это двигатель, настроенный и отрегулированный в зависимости от характера его эксплуатации и не требующий дополнительных затрат на разработку.
- Многотопливные дизели
Сегодня эти двигатели уже не актуальны, так как они не проходят контроль качество ОГ и не имеют необходимых характеристик (совершенности и мощности). Они были разработаны для специального применения для местностей с нерегулярной поставкой топлива и могли работать как на дизельном топливе, так и на бензине либо на других заменителях.
На стационарных силовых агрегатах чаще всего используют аппаратуру впрыска с механическим регулятором. Иногда как стационарные могут использоваться и двигатели для легковых авто и грузовиков, но только при правильно настроенном регуляторе.
На спец/сельхозтехнике используют дизели различной мощности. Чаще всего для таким машин применяется механическая система впрыска топлива, а также простая система воздушного охлаждения.
Сравнительные параметры
С помощью таблицы ниже, можно сравнить основные параметры дизельных и бензиновых двигателей.
Тип системы впрыска | Номинальная частота вращения коленвала (мин) | Степень сжатия | Среднее давление (бар) | Удельная мощность (кВт/л) | Удельная масса (кг/кВт) | Удельный расход топлива (г/кВтч) |
Дизели | ||||||
Для легковых автомобилей: | ||||||
Без наддува воздуха(3) | 3500…5000 | 20…24 | 7…9 | 20…35 | 3…5 | 240…320 |
С наддувом воздуха(3) | 3500…4500 | 20…24 | 9…12 | 30…45 | 2…4 | 240…390 |
Без наддува воздуха(4) | 3500…4200 | 19…21 | 7…9 | 20…35 | 3…5 | 220…240 |
С наддувом воздуха(4. | 3600…4400 | 16…20 | 8…22 | 30…60 | 2…4 | 195…210 |
Для грузовых автомобилей | ||||||
Без наддува воздуха (4) | 2000…3500 | 16…18 | 7…10 | 10…18 | 4…9 | 210…260 |
С наддувом воздуха (4) | 2000…3200 | 15…18 | 15…20 | 15…25 | 3…8 | 205…230 |
С наддувом воздуха (4.5) | 1800…2600 | 16…18 | 15…25 | 25…35 | 2…5 | 190…225 |
Для строительной и спец/сельхозтехники | 1000…3600 | 16…20 | 7…23 | 6…28 | 1…10 | 190…280 |
Для тепловозов | 750…1000 | 12…15 | 17…23 | 20…23 | 5…10 | 200…210 |
Судовые, 4-тактные | 400…1500 | 13…17 | 18…26 | 10…26 | 13…16 | 190…210 |
Судовые, 2-тактные | 50…250 | 6…8 | 14…18 | 3…8 | 16…32 | 160…180 |
Бензиновые двигатели | ||||||
Для легковых автомобилей | ||||||
Без наддува воздуха | 4500…7500 | 10…11 | 12…15 | 50…75 | 1…2 | 250…350 |
С наддувом воздуха | 5000…7000 | 7…9 | 11…15 | 85…105 | 1…2 | 250…380 |
Для грузовых автомобилей | 2500…5000 | 7…9 | 8…10 | 20…30 | 3. | 270…380 |
5)
.6Преимущества и недостатки дизеля
Сегодня дизельные двигатели имеют КПД до 40-45%, крупные двигатели более 50%. Из-за своих особенностей, дизель не имеет жестких требований к топливу, это позволяет использовать тяжелые масла. Чем тяжелее топливо, тем выше эффективность двигателя и его теплотворность.
Дизель не может развить высокие обороты — топливо не успеет догореть в цилиндрах, и для возгорания требуется время. Здесь используются дорогие механические детали, что делает двигатель более тяжелым.
По мере впрыска топлива происходит его сгорание. При низких оборотах, двигатель дает высокий вращающий момент — это делает автомобиль более управляемым «отзывчивым» при движении, чем автомобиль с бензиновым двигателем. Поэтому на большее количество грузовых автомобилей ставят дизельный двигатель, плюс это более экономично.
В отличие от бензинового двигателя, дизель имеет меньше окиси углерода в выхлопе.
Что благоприятно сказывается на окружающей среде. В России больше всего загрязняют атмосферу старые и не отрегулированные грузовики и автобусы.
Дизельное топливо нелетучее, то есть плохо испаряется, поэтому вероятность возгорания дизеля намного меньше, тем более в нем не используется искра зажигания, в отличие от бензина.
TNVD.ORG, 2022
Все права защищены.
Проститутки волгоград | Желать дорогих массажисток вы можете на этом популярном веб-сайте для мужчин http://erotic-massage-piter.com/service-massaj-lica/. Здесь симпатичные девушки способны порадовать вас такой услугой, как массаж лица.
Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено!
Дизельные двигатели и общественное здравоохранение
Воздействие загрязнения дизельным топливом на здоровье
На дизельные транспортные средства, суда, локомотивы и оборудование приходится более 60 процентов всех оксидов азота (NOx) и более 70 процентов всех мелких твердых частиц (PM2 .
5) выбросы от транспортных источников США. Только на большегрузные дизельные автомобили приходится 20 процентов всех выбросов NOx и 25 процентов выбросов PM 2.5 , выбрасываемых транспортными средствами в стране. 1
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) классифицирует дизельные выхлопы как канцерогенные для человека, и многочисленные исследования показывают, что их компоненты, в том числе PM 2,5 и NOx, прекурсор приземного озона, вредны для здоровья человека даже при низких температурах. концентрации и при кратковременном воздействии. 2, 3, 4, 5
Загрязнение мелкодисперсными частицами
Твердые частицы, иногда называемые сажей, образуются при неполном сгорании дизельного топлива. Несмотря на то, что это лишь часть ширины человеческого волоса, твердые частицы различаются по размеру от крупных частиц (менее 10 микрон в диаметре, известных как PM 10) до мелких частиц (менее 2,5 микрон, известных как PM 2,5) и сверхмелких частиц.
(менее 0,1 мкм). Ультрадисперсные частицы, которые достаточно малы, чтобы проникать в клетки легких, составляют от 80 до 95 процентов загрязнения дизельной сажей.  
Твердые частицы раздражают глаза, нос, горло и легкие, способствуя респираторным и сердечно-сосудистым заболеваниям и даже преждевременной смерти. Хотя все подвержены загрязнению твердыми частицами, дети, пожилые люди и люди с ранее существовавшими респираторными заболеваниями являются наиболее уязвимыми. Недавнее исследование показало, что показатели девяти распространенных причин смерти, включая сердечно-сосудистые заболевания, рак легких и другие распространенные смертельные состояния, были связаны с воздействием даже при концентрациях мелких частиц ниже действующих федеральных стандартов. 6
Большой объем научных данных ясно показывает, что цветные и социально-экономически неблагополучные сообщества подвергаются непропорционально более высокому воздействию загрязнения PM 2,5 , и, несмотря на значительное снижение концентраций в окружающей среде за последние 40 лет, эти сообщества по-прежнему подвержены такому же воздействию пропорциональные более высокие уровни.
7  
Воздействие оксидов азота (NO
x )Дизельные автомобили большой грузоподъемности также выбрасывают значительные количества NOx, особенно на низких скоростях при движении по городским кварталам. 8 NOx особенно опасен, так как сам по себе является загрязнителем и химическим прекурсором, приводящим к образованию мелкодисперсных частиц и озонового загрязнения на уровне земли. Было показано, что воздействие загрязнения NOx вызывает ряд проблем со здоровьем органов дыхания как при краткосрочном, так и при длительном воздействии, включая снижение функции легких и воспаление.
Длительное воздействие NOx напрямую связано с развитием астмы, тогда как кратковременное воздействие может вызвать астматические симптомы. 9  
Приземный озон
Дизельные выбросы NOx способствуют образованию приземного озона, который раздражает дыхательную систему, вызывая кашель, удушье и снижение объема легких. Загрязнение приземным озоном, образующееся при объединении выбросов NOx и углеводородов в присутствии солнечного света, представляет опасность как для здоровых взрослых, так и для людей, страдающих респираторными заболеваниями.
Загрязнение озоном в городах было связано с увеличением числа госпитализаций по поводу респираторных заболеваний, таких как астма, даже при уровнях озона ниже федеральных стандартов. 10, 11
Воздействие особенно вредно для более уязвимых групп населения, включая пожилых людей и людей с ранее существовавшими заболеваниями. Недавнее исследование обнаружило значительную связь между смертностью среди населения Medicare и небольшим кратковременным повышением концентрации озона. 12 Было также доказано, что приземный озон повреждает сельскохозяйственные культуры, что приводит к заметному сокращению сельскохозяйственного производства во всем мире, а изменение климата только усугубит это воздействие. 13  
Электромобили здесь
Сегодня на рынке представлено более 100 моделей электрических грузовиков и автобусов, включая автомобили для доставки, тягачи, шаттлы и чартерные автобусы. 14 Предприятия теперь могут приобретать электрические грузовики и автобусы, которые имеют значительно более низкие и более предсказуемые затраты на топливо и техническое обслуживание.
Электромобили уже готовы к работе. 15
Доступность грузовиков с нулевым уровнем выбросов продолжает быстро расти, а разница между стоимостью жизненного цикла электрических и дизельных грузовиков уменьшается с каждым годом. По оценкам Калифорнийского совета по воздушным ресурсам, к 2030 году электрические грузовики, от транспортных средств для доставки до тягачей, будут иметь благоприятную общую стоимость владения (TCO), отчасти из-за существующей государственной политики и снижения затрат на технологии. 16
Необходима государственная политика
Ландшафт вокруг электрических грузовиков и автобусов резко изменился благодаря последним достижениям в области технологий. В последний раз, когда EPA рассматривало выбросы большегрузных автомобилей, электромобили были концепцией будущего, но теперь мы можем полностью исключить выбросы выхлопных газов большегрузных автомобилей. В то время как электрические грузовики никуда не денутся, актуальность климатического кризиса и неравенства в отношении здоровья в несоразмерно пострадавших сообществах требует государственной политики для ускорения национального рынка электрических грузовиков и автобусов, обеспечивая при этом некоторую регуляторную определенность для отрасли.
18  
Судовые дизельные двигатели | Корпорация Wabtec
На волнах
Ознакомьтесь с семейством наших двигателей
Посмотрите видео о нашем продукте
Мы разрабатываем и производим высокопроизводительные дизельные двигатели с низким уровнем выбросов, которые используются в локомотивах, судах и стационарных электростанциях уже более 50 лет. годы.
Наши заводы по производству двигателей мирового класса в Пенсильвании являются одними из крупнейших и самых современных в мире уже 9 лет.0083 среднеоборотный двигатель . С более чем 22 000 двигателей, эксплуатируемых по всему миру в самых сложных промышленных условиях, среднеоборотные двигатели Wabtec зарекомендовали себя как самые надежные , долговечные и экономичные двигатели , доступные на рынке. с лучшим временем безотказной работы и более низкой стоимостью жизненного цикла для операторов.
Наши двигатели поддерживаются обширной глобальной сетью дистрибьюции запасных частей и сервисной сетью .
Запчасти и обслуживание
Оригинальные запасные части OEM V228 и V/L250, а также услуги, доступные в нашей партнерской сети Wabtec, для поддержания установленной базы в отличном состоянии Серия экономичных и среднеоборотных дизельных двигателей включает в себя рядные и V-образные модели, обеспечивающие непрерывную мощность в диапазоне 1700–4700 кВт, и сертифицирована на соответствие требованиям стандартов Агентства по охране окружающей среды США Tier 4 и IMO Tier III на выбросы загрязняющих веществ
IMO II, соответствующих требованиям по выбросам загрязняющих веществ серии 9.0097
Серия судовых двигателей 250MDA/MDB и V228 IMO II, соответствующих требованиям по выбросам загрязняющих веществ, включает как рядные, так и V-образные модели и обеспечивает постоянный диапазон мощности от 1498 до 4239 кВтВт
Судовые дизельные двигатели
Серии, соответствующие требованиям EPA T4 и IMO III по выбросам загрязняющих веществ
- 6L250MDC
- 8L250MDC
- 12V250MDC
- 16В250МДК
Серия, соответствующая нормам выбросов IMO II
- 6L250MDA
- 8L250MDA
- 12V250MDB
- 16В250МДБ
- V228 (только послепродажная поддержка)
Демонстрация продукции
Познакомьтесь с самым чистым среднеоборотным двигателем Wabtec
Наши двигатели MDC являются наиболее технологически совершенными и экономичными среднеоборотными дизельными двигателями, когда-либо созданными Wabtec.
Эти двигатели соответствуют стандартам выбросов EPA Tier 4 и IMO III благодаря рециркуляции отработавших газов, которая не требует последующей обработки на основе мочевины.
Без мочевины! Без шуток!
Являясь мировым лидером в области решений по сокращению выбросов, компания Wabtec первой выпустила среднеоборотные дизельные двигатели, сертифицированные в соответствии с самыми строгими требованиями к выбросам T4, благодаря передовой технологии рециркуляции отработавших газов без доочистки мочевины.
Узнайте о наших двигателях MDC
Более чистые выбросы
Стремление к более чистой морской отрасли
Являясь мировым лидером в области решений по снижению выбросов, компания Wabtec первой выпустила среднеоборотные дизельные двигатели, сертифицированные в соответствии с самыми строгими требованиями к выбросам T4, благодаря передовой технологии рециркуляции отработавших газов без мочевины.
после лечения. Наше решение было удостоено награды Lloyd’s List America в номинации «Лучшая технология для более чистых выбросов» в 2018 году.
Прочтите статью из списка Ллойда
Рассчитаны на длительный срок службы
Отсутствие плановых капитальных ремонтов до 60 000 часов работы
Мы занимаемся проектированием и производством высокопроизводительных дизельных двигателей более 50 лет. С более чем 22 000 двигателей, работающих по всему миру в самых сложных промышленных условиях, среднеоборотные двигатели Wabtec зарекомендовали себя как одни из самых надежных, долговечных и экономичных двигателей, доступных на рынке. Наша последняя серия MDC не требует капитального ремонта двигателя до 60 000 часов работы (в зависимости от рабочего цикла).
Удобство обслуживания
Простота обслуживания благодаря модульной конструкции
Большие дверцы основной рамы, отдельные секции распределительных валов и секционный выпускной коллектор обеспечивают легкий доступ для обслуживания.
Унифицированный цилиндр в сборе обеспечивает быструю замену для увеличения времени безотказной работы двигателя.
Истории успеха
Наши клиенты ценят самый инновационный морской дизельный двигатель
Amadea от Phoenix Reisen будет модернизирована для более экологичных операций
Вспомогательные дизель-генераторы Wabtec Corporation, предназначенные для снижения выбросов, должны быть установлены на Amadea компании Phoenix Reisen к сентябрю. Amadea получит два среднеоборотных судовых дизельных двигателя L250 и V250, в которых используется передовая технология рециркуляции отработавших газов для минимизации образования NOx во время сгорания, что соответствует требованиям по выбросам IMO III и EPA Tier 4.
Прочитать всю историю
Правительство США внедряет технологию Wabtec EPA Tier 4
Корпорация Wabtec получила свой первый заказ от правительства США на судовые двигатели с передовой технологией снижения выбросов.