Принцип дизельного двигателя: Дизельный двигатель: устройство, принцип работы, преимущества — Autodromo

alexxlabОпубликовано

Содержание

Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы

Принцип работы дизельных двигателей

Может показаться, что в конструкции дизельные и бензиновые двигатели имеют много общего: цилиндры, поршни. Из-за очень высокой степени сжатия детали клапана в дизеле значительно массивнее. Крупные детали обуславливают больший вес и общие размеры дизельного двигателя.

Главное отличие дизеля состоит в принципе воспламенения топливно-воздушной смеси и методе ее формирования. Двигатель, работающий на бензине, получает в камеру сгорания готовую смесь воздуха и топлива. Где она и воспламеняется от свечи зажигания. В камеры дизельного двигателя поступают топливо и воздух по отдельности.

Первым в цилиндр подается воздух, там он сжимается, вследствие чего происходит его нагрев до 700–800 °C. После завершения сжатия топливо в камеру сгорания поступает под большим давлением — до 30 МПа. Попадая в область высокой температуры, оно воспламеняется.

Сгорание топлива носит взрывообразный характер, это и вызывает сильный шум во время работы. Положительной стороной такого способа сжигания топлива является возможность использования дешевого топлива и обедненной смеси. Это объясняет экономичность двигателя. По мнению экологов, дизельные двигатели использовать предпочтительнее. Ведь сжигание обедненных смесей существенно снижает выброс в атмосферу продуктов сгорания.

Слабые стороны дизельных двигателей вытекают из вышеперечисленных особенностей. Это и довольно сильный шум, и ощутимая вибрация во время работы. Хотя эта проблема успешно решается на новых моделях. Еще существует трудность холодного запуска.

Различия дизельных двигателей

Типы дизелей различаются по способу устройства камеры сгорания. При непосредственном впрыске топливо поступает выше поршня, а сама камера устроена внутри него. Такой принцип задействован в двигателях с большим объемом и пониженными оборотами ведущего вала. Применение топливных насосов высокого давления, управляемых электроникой, и двух ступеней подачи топлива позволяет уменьшить шум и степень вибрации. А также повысить скорость вращения вала до 4500 оборотов в минуту.

Наибольшее распространение получили двигатели с раздельными камерами сгорания. Возгорание и образование топливной смеси осуществляется в дополнительной камере — вихревой. Она располагается в головке блока цилиндров. В процессе сжатия воздух поступает из основной камеры в вихревую через специальный канал, обеспечивающий закручивание потока.

Самовоспламенение смеси происходит в вихревой камере, потом передается в цилиндр. Скорость нарастания давления уменьшается, снижается шум и повышаются обороты. Такими двигателями оборудовано большинство легковых автомобилей и внедорожников.

Топливная система и запуск дизельного двигателя

Топливо в дизеле проходит через фильтр, где очищается от излишков воды. Затем оно с помощью насоса высокого давления передается на форсунки, регулирующие дозы топлива, поступающие в камеру сгорания. Управление топливным насосом, а также форсунками осуществляется электронным регулятором. Нажимая на педаль акселератора, водитель меняет режимы его работы.

Холодный пуск облегчается использованием свечей накаливания, которые разогревают воздух в камере. По мере прогрева двигателя напряжение на свечи перестает подаваться и в дальнейшем воспламенение топлива происходит уже без их участия.

устройство, принцип действия, достоинства и недостатки (фото и видео)

Французский ученый С. Карно в 1824 году создал основы термодинамики. В этой работе он, в числе многого другого, утверждал, что заставить тепловую машину работать наиболее экономично можно, доводя рабочее тело до температуры вспышки топлива сжатием. Фактически он сформулировал принцип, на котором работают дизельные двигатели. Оставалось только взять и сделать такой двигатель. Но этого пришлось ждать еще несколько десятков лет.


Рудольф Дизель

В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель получает патент на первый двигатель, работающий на сжатии воздуха до температуры вспышки. В 1987 году первый «дизель-мотор» (так немцы называют двигатель с воспламенением от сжатия) заработал и доказал свою эффективность.


Патент, выданный Рудольфу Дизелю на его изобретение

По сравнению с «отто-мотором» (бензиновый двигатель со свечами зажигания) новый двигатель был более тяжелым и поначалу не внушал большого энтузиазма. Но только поначалу. Устройство дизельного двигателя первых образцов включало воздушный компрессор для впрыскивания топлива.

Сам Дизель вначале предполагал применить совсем уж экзотический вариант: угольная пыль. Смесь угольной пыли и воздуха, конечно, способна работать в двигателе, но за сколько часов абразивные частицы съедят кольца, поршни, седла и тарелки клапанов, об этом как-то не подумали. Да и саму угольную пыль получить не так просто.

Из-за тяжелого компрессора двигатель оказывалось невозможно применить на наземном транспорте. Но в работе он расходовал так мало горючего и работа его была настолько устойчивой, что отказаться от него было уже невозможно. Расчеты показывали, что от двигателя можно ожидать значительно большую мощность, если решить проблему с подачей топлива.

У инженеров возникла идея заменить компрессор плунжерным насосом. Качать топливо в жидком виде было чрезвычайно выгодно, на это уходит гораздо меньше энергии, а насос можно сделать совсем небольшим. Однако, изготовить плунжерную пару было не так просто. Дело в особой точности изготовления — расстояние между деталями составляет 2-3 микрона.

Все же дизелям нашлась работа. Впервые они были установлены на немецких подводных лодках еще при кайзере Вильгельме. (Возможно, с этим как раз связано темная история исчезновения самого изобретателя, утонувшего в Ла-Манше по дороге в Англию.)

В 1920 году Роберт Бош наконец, получает качественный плунжерный насос. В цилиндры двигателя научились подавать больше топлива. Теперь обороты дизельного двигателя и его удельная мощность, становятся достаточными для установки на автотранспорте. Вместе с насосом Бош разрабатывает и очень удачную форсунку для топлива.

Сгорание топлива в дизельном двигателе

Проще всего понять, как работает дизельный двигатель, если посмотреть на сгорание топлива в нем. В дизелях используется тяжелое топливо. Это означает, что двигатель внутреннего сгорания такого типа может работать на керосине (известном как солярка), мазуте, сырой нефти, и даже на некоторых растительных маслах.

Все эти виды топлива более калорийны, чем бензин. Так что, рабочая температура дизельного двигателя заметно выше, чем у бензинового. Но тяжелые виды топлива горят хуже, чем бензин, медленнее и трудно поджигаются. Для их воспламенения требуется большая степень сжатия, воздушно-топливная смесь должна нагреваться до 700-800°С.

Вязкость любого из дизельных видов топлива, даже в подогретом состоянии, выше бензиновой, а распылять его необходимо до мельчайшего состояния, особенно в быстроходных дизелях. Еще экспериментальный двигатель Дизеля работал при впрыске топлива под давлением не менее 50 бар (атм), а практический двигатель требует 100-200 бар.

Однако, у тяжелых калорийных топлив есть свое преимущество перед бензином. Давление в цилиндре дизеля практически постоянно на всем такте расширения, поэтому крутящий момент у них весьма значителен и стабилен. Благодаря постоянному давлению, угол опережения зажигания также остается постоянным и регулировки не требует. Ресурс дизельного двигателя больше, чем у бензинового. Есть области, где дизель практически незаменим, например в сельскохозяйственном тракторе.

Разновидности дизельных двигателей

Принцип действия дизельного двигателя для всех из них одинаков: сначала производится сжатие свежего заряда рабочего тела (воздуха), затем впрыскивается топливо. От высокой температуры смесь воспламеняется и сгорает, поднимая давление. Под его действием поршень двигается обратно и в нижней точке выпускной клапан цилиндра открывается, выпуская отработанный газ. В основном, это углекислый газ, дизельные двигатели экологически чище бензиновых.

Камеры сгорания дизелей могут выполняться непосредственно в днище поршня — там делается выемка особой формы — или в ряде случаев используют предкамеры (или форкамеры, как это говорят на родине двигателя). Первый вариант — самый экономичный, второй считался оптимальным в прежние годы. Сейчас, когда экономичность, во многих случаях, считается решающей, от предкамерных вариантов снова отказываются.

Рабочий процесс в дизеле может протекать, как и в бензиновом двигателе, в два или четыре такта. Подавляющее большинство дизелей — четырехтактные. Двухтактные проще реверсировать, поэтому они распространены на морских судах, где применяется жесткая связь с гребным валом. Камеры сгорания в двухтактных дизелях не разделяются из-за очевидных проблем с продувкой форкамеры.

Конструкция дизельного двигателя зависит от его мощности и назначения. Наиболее мощные двигатели, применяемые на судах и некоторых электростанциях, имеют крейцкопф — устройство для снижения боковых сил на поршень. Все мощные дизели имеют сложно устроенное дно, потому, что подвергаются высокой температуре.

Часть, обращенная в цилиндр, делается стальной, а остальная часть поршня (юбка) — алюминиевой. Кроме того, в поршне сделаны канавки для системы масляного охлаждения.

Типы дизельных двигателей различаются и по расположению цилиндров. Бывает рядовое, V-образное и даже такое, при котором цилиндры располагаются с разворотом на 180 градусов. Это зависит от тех условий, которые имеются на месте установки двигателя. Например, на современном грузовике или автобусе, скорее всего, будет применен двухрядный дизель, установленный под полом кабины водителя. Как устроен дизельный двигатель, будет зависеть и от наличия наддува.

Турбонаддув дизелей


Мощность дизельного двигателя, без увеличения расхода топлива, можно повысить при помощи турбокомпрессора. Тогда можно использовать еще неплохой кусочек диаграммы цикла Карно. Эксплуатация дизельного двигателя с турбокомпрессором имеет то преимущество, что используя энергию выхлопных газов можно раскрутить турбину, и на том же валу установить другую турбину — компрессор.

Этот компрессор будет нагнетать воздух, поступающий через впускной коллектор, увеличится заряд воздуха в цилиндрах, и, таким образом, мощность двигателя заметно возрастет. (Работу таких двигателей легко узнать по характерному свисту в момент раскручивания турбины.)

Плюсы и минусы дизельных двигателей

Преимущества дизельного двигателя — это высокий и постоянный крутящий момент в сочетании с высокой экологичностью выхлопных газов (это относится, правда, только к современным двигателям). Также вне конкуренции их высокий КПД, самый высокий среди ДВС. Известны дизели (MAN) дающие свыше 50%, (что считалось «теоретическим» максимумом). Там использован максимум всех современных достижений. Экономичность достигает до 40%, если провести сравнение с бензиновыми.

Проблемы дизельных двигателей, а без них техники не бывает, заключаются в тяжелом пуске, из-за высокой степени сжатия (до 25 в современных двигателях), на автомобилях приходится ставить мощный стартер и аккумулятор. Большая точность изготовления деталей насосов высокого давления и форсунок затрудняет обслуживание.

Дизели крайне чувствительны к механическим загрязнениям топлива, для очистки которого приходится применять даже центрифугу в составе топливной аппаратуры. При равном объеме в литрах, дизельный двигатель уступает бензиновому по мощности, при равной мощности дизель тяжелее. Дизельный двигатель требует более качественных сплавов для своего изготовления и заметно дороже бензинового.

И все же, сравнивая преимущества и недостатки дизельного двигателя, можно сделать выбор в пользу дизеля. Особенно этому способствует технический прогресс в области электроники и блоков управления двигателями. Система «общая магистраль» (common rail) и электромагнитные форсунки позволяет сильно упростить ТВНД, а блок управления доводит экономию топлива до максимума, поскольку работает на любых переходных режимах и успевает все отследить.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Ключевые теги: двигатель, двс, устройство автомобиля

Как работают дизельные двигатели?

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромный, тяжелый груз систематически преодолевать подавляющую силу гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (иными словами, топлива) — и, согласитесь, то, что вы видите, весьма примечательно. Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они аналогичны обычным бензиновым (бензиновым) двигателям, но генерируют большую мощность, более эффективно, работая немного по-другому. давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: Дизельные двигатели (такие, как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и тщательно отполированный!) вагон British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, именуемый Royal Scots Grey, датированный 1960 годом.

Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Содержание

  1. Что такое дизельный двигатель?
  2. Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?
    • Четырехтактные двигатели
    • Двухтактные двигатели
  3. Что делает дизельный двигатель более эффективным?
  4. Чем отличается дизельное топливо?
  5. Преимущества и недостатки дизельных двигателей
  6. Кто изобрел дизельный двигатель?
  7. Узнать больше

Что такое дизельный двигатель?

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель относится к типу двигателей внутреннего сгорания. Горение — это еще одно слово для обозначения горения, и внутреннее означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сгорает внутри основной части двигателя (цилиндры) где производится мощность.

Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые использовались старомодными паровыми локомотивы. В паровой машине есть большой огонь на одном конце котел, нагревающий воду для получения пара. Пар стекает долго трубки к цилиндру на противоположном конце котла, куда он толкает поршень назад и вперед, чтобы двигать колеса. Это внешний сгорание, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих цилиндров. Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно течь откуда производится в цилиндр: все происходит в том же место. Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны. чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии от одинаковый объем топлива).

Фото: Типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга предоставлено ВМС США и Викисклад.

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами. В бензиновом двигателе топливо и воздух вводят в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимается (сжимается) смесь, делающую ее взрывоопасной, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взрываться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал и шестерни) поворачивает колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья про автомобильные двигатели.

Дизельные двигатели аналогичны, но проще. Сначала воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжимается примерно до десятой части своего первоначального объема. Но на дизеле двигателем воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, то чувствовали, как насос тем горячее в ваших руках, чем дольше вы его использовали. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в пространство, в 14–25 раз меньшее, чем обычно занимает. Бывает так жарко, что воздух становится действительно горячие — обычно не менее 500°C (1000°F), а иногда и очень жарче. Когда воздух сжимается, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль может. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель производил.) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры затыкать. Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий энергию, приводящую в движение транспортное средство или машину. на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и этот процесс повторяется сотни или тысячи раз в минута!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Фото: Типовой дизельный двигатель проходит испытания в лабораторных условиях. Фотография Пэта Коркери предоставлена ​​Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Дизельные двигатели почти в два раза эффективнее бензиновых двигателей — примерно на 40–45 %. в лучшем случае эффективен. [2] Проще говоря, это означает, что вы можете проехать гораздо дальше на том же количестве топлива. (или получить больше миль за ваши деньги). Есть несколько причин для это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория работы тепловых двигателей, известный как правило Карно, говорит нам, что КПД двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает. Дизельный двигатель, который работает при большей разнице температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая более низкая температура) более эффективны. Во-вторых, отсутствие системы зажигания от свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может легко сжимать воздух намного сильнее — и это заставляет топливо сгорать горячее и полнее, высвобождая больше энергии.

Еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, работающем не на полную мощность, нужно подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на меньшей мощности. Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, запирающей их атомов вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин). Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, поэтому дизельный двигатель естественно будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совершенно разные. Вы будете знать это, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неподходящим топливом! По сути дизель это более низкокачественный, менее очищенный продукт нефти, полученный из более тяжелой углеводороды (молекулы, построенные из большего количества углерода и водорода атомы).

Сырые дизельные двигатели без сложного впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе. популярности биодизеля (разновидность биотоплива, изготовленного, в частности, из вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованного источники силы. [3] Если бы он только знал!

Фото: Смазка будет путешествовать: Джошуа и Кайя Тикелл, пара защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine) для производства биодизельного топлива для своего фургона (прикрепленного спереди) из отходов кулинарного масла, выбрасываемых ресторанами быстрого питания. Топливо стоит впечатляющие 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели являются наиболее универсальными двигателями, работающими на топливе, из распространенных на сегодняшний день. можно найти во всем, от поездов и подъемных кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, эффективнее и экономичнее. Они также безопаснее, потому что дизельного топлива меньше. летуч, а его пары менее взрывоопасны, чем бензин. В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещения больших грузов на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовые автомобили, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что детали дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большую напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Поэтому дизелям нужно быть мощнее и тяжелее и зачем, на долго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. В то время как это может показаться недостатком, значит дизельные двигатели обычно более надежные и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца предоставлено США. Министерство энергетики/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Загрязнение является одним из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, включая оксиды азота, окись углерода, углеводороды и частицы сажи, которые загрязняют и опасны для здоровья. Теоретически дизели более эффективны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике ведутся споры о том, так ли это на самом деле. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельных двигателей. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другие недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду. Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль который соответствует нормам выбросов ЕВРО 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого бензинового автомобиля. [4] А выбросы CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и Трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, предотвратили попадание в атмосферу почти 3 миллионов тонн CO2». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые двигатели, хотя их более низкие эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это. Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил данные о выбросах своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньшими. загрязняющий.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут по-прежнему использоваться в тяжелых транспортных средствах — грузовиках, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все они зависят от них, но их будущее в автомобилях и более легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям послужило мощным стимулом к ​​тому, чтобы бензиновые двигатели стали легче, экономичнее и меньше загрязняли окружающую среду, и эти улучшенные газовые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях. В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вообще вытесненными. Опять же сами дизеля постоянно развиваются; в 2011 году Министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться соперник в небольших транспортных средствах на многие годы вперед, особенно если их выбросы сажи можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913). Вот, вкратце, история:

  • 1861: французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему это не удается. собрать рабочую машину.
  • 1876: Немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
  • 1878: шотландец Дугалд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
  • 1880: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фон Линде (1842–1934), где он узнает о термодинамике (наука того, как движется тепло) и как работают двигатели.
  • 1890: Дизель придумал, как улучшить двигатель внутреннего сгорания двигатель, использующий более высокое давление и температуру, для которого не требуется свеча зажигания.
  • 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.

    Изображение: Оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он нарисовал его в своем патенте 1895 года. Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как называл его Дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), соединена с центробежным регулятором (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключая подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем снова включая его, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542 846: Способ и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфа Дизеля.

  • 1893: Дизель строит огромный стационарный двигатель, который работает в течение одной минуты самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 года.
  • 1895: Патент на дизельный двигатель выдан в США 16 июля 1895 года.
  • 1898: С помощью Дизеля в завод Адольфа Буша в Сент-Луисе, штат Миссури, США. (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
  • 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
  • 1903: Petit Pierre, одно из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марна-Рейн во Франции.
  • 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
  • 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, по-видимому, выпав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно. доказано.
  • 1931: Клесси Камминс, основатель Cummins Engine Co., строит один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирует его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1,39 доллара. топлива.
  • 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
  • 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем. остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
  • 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый из них (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его ценность. Несомненно доказывая превосходство дизеля, это звучит похоронным звоном для паровозов.
  • 1970-е годы: глобальный топливный кризис возродил интерес к использованию в автомобилях небольших эффективных дизельных двигателей.
  • 1987: Всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) был переоборудован девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делало его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
  • 2000: Peugeot представляет первые в мире сажевые фильтры (PF) для дизельных двигателей модели 607, заявляющие о снижении выбросов сажи на 99 процентов.
  • 2015: Volkswagen втянут в огромный глобальный скандал из-за систематического мошенничества с тестами на выбросы дизельных двигателей. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
  • 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей. с 2019 года все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими.

Узнайте больше

На этом сайте

  • Биотопливо
  • Карбюраторы
  • Электрические и гибридные автомобили
  • Двигатели (общий обзор тепловых двигателей)
  • Бензиновые автомобильные двигатели
  • История автомобилей

На других сайтах

  • Форум дизельных технологий: отраслевая организация, продвигающая более чистые и эффективные дизельные двигатели.

Книги

Для читателей старшего возраста
  • Справочник по дизельным двигателям Клауса Молленхауэра, Гельмута Чоке (ред.). Springer, 2010. Обширный сборник научных статей, посвященных истории и эксплуатации всех видов дизельных двигателей.
  • Два основных двигателя глобализации: история и влияние дизельных двигателей и газовых турбин, Вацлав Смил. MIT Press, 2010. Увлекательный социальный анализ влияния дизельного двигателя на нашу жизнь.
  • Биодизель: рост экономики новой энергии, Грег Пал. Chelsea Green, 2008. Всемирный обзор биодизеля, включая его историю, будущее и воздействие на окружающую среду.
  • Дизельный двигатель Дэниела Дж. Холта (ред.). Общество автомобильных инженеров, 2004 г. Сборник технических документов, освещающих последние тенденции и разработки в области проектирования двигателей.
  • Справочник по дизельным двигателям Бернарда Чаллена и Родики Баранеску. Butterworth-Heinemann, 1999. Подробное, хорошо иллюстрированное руководство по всем видам дизельных двигателей и их применению, охватывающее как дорожные, так и морские транспортные средства.
  • Дизель: Человек и двигатель Мортона Гроссера. Дэвид и Чарльз, 1978 г. Если вы ищете простую биографию Дизеля, эта очень читаемая старая книга стоит поискать; довольно легко найти б/у. Первая часть представляет собой хронологический отчет о том, как Дизель разработал свой двигатель, в основном благодаря одержимости стремлением превзойти эффективность бензина и пара. Последние несколько глав (о состоянии мирового производства дизельного топлива) крайне устарели и не стоят того, чтобы их читать, но первые три четверти книги остаются совершенно актуальными.
Для младших читателей
  • Car Science by Richard Hammond. DK, 2007. Это лучше всего подходит для детей в возрасте 9–12 лет, но будет интересно и читателям постарше. (Я работал одним из консультантов и авторов этой книги и очень рекомендую ее.)

Статьи

  • Великобритания может запретить продажу бензиновых и дизельных автомобилей через 12 лет, сообщает Shapps by Jasper Jolly. The Guardian, 12 февраля 2020 г. Британское правительство предполагает, что оно может полностью запретить двигатели внутреннего сгорания чуть более чем через десять лет.
  • Тесты на выбросы «невозможно обмануть» показывают, что почти все новые дизели все еще грязные Дэмиан Кэррингтон, The Guardian, 6 июня 2018 г. Новое исследование предполагает, что дизельные двигатели в подавляющем большинстве виноваты в загрязнении воздуха в городах.
  • Насколько токсичен ваш выхлоп автомобиля? Том де Кастелла, BBC News, 17 октября 2017 г. Почему современные дизели грязнее, чем вы думаете, и почему европейские системы контроля выбросов, основанные на нереалистичных лабораторных испытаниях, не смогли сделать их такими чистыми, как мы ожидаем.
  • По мере того, как скандал с выбросами расширяется, будущее дизельных двигателей в Европе выглядит шатким, Джек Юинг. Нью-Йорк Таймс. 25 июля 2017. Дизельные двигатели могут стать самыми большими жертвами скандала с Volkswagen.
  • Дизельный двигатель на 120 Вацлава Смила. IEEE Спектр. 23 января 2017 г. Почему дизельные двигатели никуда не денутся.
  • Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир, Тим Харфорд, BBC News, 19 декабря 2016 г. Краткий отчет о жизни Дизеля (и неоднозначной смерти).
  • Грязная правда о «Чистом дизеле» Тараса Греско. Нью-Йорк Таймс. Почему наша любовь к дизелям так ужасно испортилась?
  • Затемнение будущего дизельного топлива в автомобилях, Конрад де Энлль. Нью-Йорк Таймс. 8 декабря 2015 г. Есть ли будущее у дизеля в легковых автомобилях?
  • Дизельные автомобили: не пора ли перейти на более чистое топливо? Ричард Андерсон, BBC News, 16 июля 2015 г. С точки зрения загрязнения и выбросов дизельные двигатели кажутся вредными для окружающей среды.
  • Argonne Labs моделирует дизельный двигатель Филипа Э. Росса. IEEE Спектр. 2 октября 2014 г. Почему для моделирования того, что происходит внутри двигателя, нужен один из самых мощных в мире суперкомпьютеров?
  • Являются ли газовые двигатели более эффективными, чем дизельные? Рекс Рой, Popular Mechanics, 22 ноября 2010 г.

Технические ссылки

  • Рациональный тепловой двигатель Дизеля: лекция Рудольфа Дизеля. Издательство Progressive Age Publishing, 1897. Эта захватывающая стенограмма — отличное место для более глубокого технического понимания научных и инженерных мотивов Дизеля. Он точно описывает, чего он пытался достичь и как он это делал, кратко документирует историю своих экспериментов на сегодняшний день и включает некоторые сторонние тесты, подтверждающие эффективность его двигателя.

Патенты

  • Патент США № 542,846: Метод и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфом Дизелем, 16 июля 1895 г. Оригинальный дизельный двигатель, описанный самим изобретателем в одном из первых патентов.
  • Патент США № 542846: Двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, 9 августа 1898 г. Усовершенствованная версия двигателя Дизеля, описанная в чуть более позднем патенте.

Каталожные номера

  1. ↑   Вы увидите множество вариантов этой цифры. В современной дизельной технологии: дизельные двигатели (Cengage, 2009 г.)., стр. 48), Шон Беннет цитирует 14–24 с типичным значением 16/17.
  2. ↑   Это явно спорный вопрос, в зависимости от того, какие двигатели ты сравниваешь. В статье Википедии есть общее обсуждение В КПД двигателя.
  3. ↑   Арахисовое масло упоминается во многих источниках, в том числе «Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир» Тима Харфорда, BBC News, 19 декабря 2016 г. Краткое изложение собственных мыслей Дизеля о децентрализации см. см. Рациональный тепловой двигатель Дизеля: лекция, Progressive Publishing, 189.7, с.18.
  4. ↑   [PDF] Качество воздуха в Отчет Европа — 2016 г., Европейское агентство по окружающей среде, Отчет ЕАОС № 28/2016, стр. 45.

Как работает дизельный двигатель?

Содержание

  • 1 Что такое дизельный двигатель?
  • 2 История дизельного двигателя
  • 3 Цикл дизельного двигателя
  • 4 Принцип работы дизельного двигателя
      • 4. 0.1 1) Ход всасывания
      • 4.0.2 2) Такт сжатия 3 1) Мощность хода сжатия
      • 900
      • 4.0.4 4) Выхлопная ход
  • 5 Компоненты дизельного двигателя
  • 6 Эффективность дизельного двигателя
  • 7 Теоретическая эффективность дизельного цикла
  • .
  • 8.2 2) Четырехтактный дизельный двигатель
  • 9 Разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем
  • 10 Преимущества и недостатки дизельного двигателя
    • 10.1 Преимущества дизельного двигателя
    • 10.2 Недостатки дизельных двигателей
  • 11 Применение дизельного двигателя
  • 12 FAQ Раздел
    • 12.1 Что лучше дизельный двигатель или бензиновый двигатель?
    • 12.2 Какие проблемы с дизельными двигателями?
    • 12.3 Дизельный двигатель работает по какому циклу?
    • 12.4 Какие существуют типы дизельных двигателей?
    • 12.5 Из каких частей состоит дизельный двигатель?
    • 12. 6 Есть ли у дизельных двигателей свечи зажигания?
    • 12.7 Кто изобрел дизельный двигатель?
    • 12.8 Что произойдет, если заправить дизельный двигатель бензином?

    • Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) чаще всего используются в подержанных автомобилях. Это самые экономичные и высокопроизводительные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания имеют несколько типов, и дизельный двигатель является одним из них. Дизельный двигатель также известен как двигатель с воспламенением от сжатия (CI).

    Дизельный двигатель представляет собой двигатель сжатия, в котором процесс смешивания топлива и воздуха происходит в карбюраторе двигателя. В этом двигателе процесс сжатия происходит за счет высокого сжатия воздуха. В этой статье мы подробно обсудим различные аспекты дизельного двигателя.

    Что такое дизельный двигатель?

    Двигатель , в котором дизельное топливо воспламеняется за счет высокой степени сжатия воздуха в камере сгорания, известен как дизельный двигатель . Дизельный двигатель также известен как двигатель с воспламенением от сжатия, потому что в этом двигателе воспламенение происходит из-за высокого сжатия воздуха. В этом двигателе для зажигания не используется свеча зажигания. В 1893 , Рудольф Дизель изобрел первые дизельный двигатель .

    .

    Дизельный двигатель имеет более высокий КПД, чем другие двигатели внутреннего сгорания (например, бензиновые двигатели). Это связано с тем, что он имеет самый высокий коэффициент горения и расширения на обедненной смеси, благодаря чему тепло рассеивается избыточным воздухом.

    Эти двигатели бывают двух типов: четырехтактные и двухтактные дизельные двигатели. Эти типы дизельных двигателей использовались вместо стационарных паровых двигателей для повышения производительности.

    В 1910 году эти двигатели истощились на кораблях и подводных лодках. Через некоторое время они использовались в таких приложениях, как электростанции, сельскохозяйственное оборудование, тяжелая техника, грузовики и локомотивы.

    В 1970-х годах дизельные двигатели чаще всего использовались в более крупных внедорожниках и дорожных транспортных средствах.

    Низкооборотный двигатель с воспламенением (используемый в приложениях, где общий вес кораблей и других двигателей относительно невелик) может достигать эффективного КПД до 55%.

    История дизельного двигателя

    Рудольф Дизель изобрел дизельный двигатель 1 st в 1878 . Он был студентом Политехникума в Мюнхене. Дизельный двигатель назван по имени Rudolf Diesel .

    Проработав много лет, Дизель опубликовал свои идеи о дизельном двигателе в 1893 в эссе « Теория и конструкция рационального теплового двигателя ». Дизельный двигатель производства Langen & Wolf по лицензии, 1898

     

    Рудольф Дизель, когда он изобретал дизельный двигатель, компрессорная зажигалка использовалась как эффективный и экономичный способ сжигания двигателя.

    Дизель использовал масла, такие как растительные масла, чтобы изобрести свой первый двигатель, поскольку в то время у него не было формулы для дизельной инфраструктуры. Очень высокая степень сжатия использовалась для создания высокого давления и высокой температуры, необходимых для автоматического сгорания. Это была главная особенность двигателя с воспламенением от сжатия.

    Также требовался метод впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания. Со временем инфраструктура загрязнения нефтью стала топливом, таким как бензин (для поддержки бензиновых двигателей), нефть и мазут (котельная) и дизельное топливо.

    Дизельный цикл

    Дизельный цикл завершает рабочий такт за два или четыре хода поршня. Объяснение работы цикла дизельного двигателя приведено ниже с помощью диаграммы T-S и P-V:

     1) Процесс всасывания (0-1)

    • При всасывании воздуха поршень движется от ВМТ к НМТ (ход вниз). По мере движения вниз свежий воздух начинает поступать из атмосферы в цилиндр сжатия или камеру сгорания.
    • Во время этого процесса выпускной клапан остается закрытым, а всасывающий открывается.

    2) Изэнтропическое сжатие (1-2)

    • После всасывания всасывающий клапан закрывается, и поршень перемещается вверх (от НМТ к ВМТ).
    • При движении поршня вверх он сжимает воздух внутри цилиндра.
    • В процессе сжатия температура воздуха увеличивается с T 1 до T 2 , объем уменьшается с V 1 до V 2 , а давление повышается с P 1 до P 2 .
    • Однако в течение всего этого процесса энтальпия не меняется (S 1 = S 2 ).
    • Этот процесс известен как изэнтропический, поскольку энтальпия не изменяется.
    • При изоэнтропическом сжатии воздух сжимается до такой высокой температуры и давления, что воздушно-топливная смесь самовоспламеняется, и для этого не требуется дополнительный внешний источник тепла или свеча зажигания.

    3) Подвод тепла при постоянном давлении (2-3)

    • Когда сильно сжатый воздух достигает точки 2 (как показано на диаграмме PV и TS), топливная форсунка впрыскивает дизельное топливо в цилиндр, который смешивается со сжатым воздухом.
    • При соприкосновении дизельного топлива со сжатым воздухом топливовоздушная смесь воспламеняется из-за высокого сжатия воздуха. Этот процесс воспламенения добавляет тепла в сжатую воздушно-топливную смесь.
    • Во время этого процесса поршень становится постоянным, и давление также остается постоянным (P 2 =P 3 ). Однако энтальпия увеличивается от S 2 до S 3 , температура увеличивается от T 2 до T 3 , а также увеличивается объем от V 2 до V 3 .

    4) Изэнтропическое расширение (3-4)

    • В этом процессе смесь расширяется в цилиндр.
    • За счет расширения тепло воспламененной воздушно-топливной смеси воздействует на поршень и заставляет его двигаться вниз, что приводит во вращение коленчатый вал. Это вращение коленчатого вала приводит к дальнейшему движению автомобиля.
    • В течение всего этого процесса давление смеси падает с P 3 до P 4 , объем увеличивается с V 3 до V 4 , а температура также снижается с T 3 до T 4 . Однако энтропия не меняется S 3 = S 4 .

    5) Отвод тепла постоянным объемом (4-1)

    • После процесса расширения поршень движется дальше вниз для отвода отработанного тепла из цилиндра.
    • В этом процессе энтропия падает с S 4  до S 1 , температура до T 1 , а давление падает далее до P 1 . Однако объем остается неизменным (т.е. V4 = V1).
    • После отвода всего отработанного тепла поршень снова засасывает воздух, и весь процесс повторяется.

    Принцип работы дизельного двигателя

    Работа дизельного двигателя отличается от работы бензинового двигателя или двигателя SI. Дизельный двигатель работает по основному принципу 9.0315 дизельный цикл . A diesel engine cycle consists of four processes those are:

    1. Suction
    2. Compression
    3. Expansion and
    4. Exhaust Process

    1) Suction Stroke
    • The piston движется вниз внутри камеры сгорания на ранней стадии и создает вакуум внутри цилиндра.
    • Из-за создания вакуума возникает разница давлений снаружи и внутри цилиндра.
    • Из-за разницы давлений впускной клапан открывается, выпускной клапан закрывается, и воздух из атмосферы поступает в камеру сгорания.
    2) Такт сжатия
    • После такта всасывания впускной и выпускной клапаны закрываются, и поршень начинает двигаться вверх (от НМТ к ВМТ) для сжатия воздуха. В этом процессе сжатия воздуха давление и температура воздуха увеличиваются, но объем уменьшается.
    • В конце такта сжатия поршень некоторое время начинает двигаться с постоянной скоростью, и в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое смешивается со сжатым воздухом.
    • Из-за сильного сжатия воздуха топливно-воздушная смесь воспламеняется, и внутреннее тепло смеси увеличивается. Во время этого процесса подвода тепла давление воздушно-топливной смеси остается постоянным (как показано на приведенной выше PV-диаграмме цикла дизельного двигателя).
    3) Рабочий ход
    • Благодаря воспламенению воздушно-топливной смеси тепло выделяется воздушно-топливной смесью.
    • Выделившееся тепло воздействует на поршень и толкает его вниз.
    • Когда поршень движется вниз, сгоревшая смесь расширяется в камеру сгорания. Это движение поршня вниз приводит во вращение коленчатый вал и движение автомобиля.
    4) Такт выпуска
    • После рабочего такта поршень достигает НМТ, открывает выпускной клапан и выталкивает выхлопные газы из камеры.
    • После такта выпуска поршень снова движется вверх и повторяет весь цикл.

    Читайте также: Работа бензинового двигателя

    Компоненты дизельного двигателя

    Двигатель сжатия (CI) или дизельный двигатель ниже.

  • Топливная форсунка
  • Картер двигателя
  • Турбокомпрессор
  • Распредвал
  • Коленчатый вал
    • и многие другие агрегаты. Эта система также имеет топливные фильтры, используемые для фильтрации топлива и очистки его от пыли и другой грязи.

    2) Топливный сепаратор

    Эта часть дизельного двигателя используется для остановки некачественного топлива при выходе из строя двигателя.

    3) Топливные фильтры

    Фильтры играют жизненно важную роль в обеспечении безопасности двигателя. Они фильтруют топливо и удаляют из топлива пыль и другие загрязнения. Таким образом, он также продлевает срок службы двигателя.

    4) Топливная форсунка

    Форсунка играет важную роль в процессе сгорания топлива. Он работает таким образом, что впрыскивает топливо в камеру сгорания по мере того, как сжатый воздух входит в камеру и смешивает топливо со сжатым воздухом.

    5) Турбокомпрессор

    Турбокомпрессор позволяет двигателю всасывать больше воздуха в камеру сгорания и увеличивает мощность двигателя.

    6) Доохладитель

     Используется для снижения температуры всасываемого воздуха.

    7) Система смазки

    Система смазки имеет следующие основные цели:

    1. Удаляет посторонние материалы из двигателей.
    2. Соедините поршневое кольцо с цилиндром.
    3. Уменьшает износ и предотвращает заедание трущихся поверхностей.
    4. Отводит тепло от поршней и других компонентов.
    5. Уменьшает мощность, необходимую для отключения сопротивления трения.

    В системе масляной смазки различные части дизельного двигателя смазываются под высоким давлением. Это масло для смазки деталей двигателя хранится в масляном поддоне. Масляный насос перекачивает масло и перекачивает его в фильтр.

    Пройдя фильтр, масло попадает в главную галерею. Масло главной галереи используется для смазки коренных подшипников.

    После смазки подшипников часть масла возвращается в картер, часть масла используется для смазки стенок цилиндра, а оставшееся масло поступает в шатунную шейку. Масло смазывает поршневое кольцо, перетекая от шатунной шейки к поршневому пальцу через отверстие в шатуне.

    8) Система охлаждения

    Система охлаждения в двигателе выполняет множество функций. Большинство целей системы охлаждения:

    • Она поддерживает идеальную температуру для наилучшей эффективности двигателя в любых ситуациях.
    • Эта система сохраняет смазочные свойства масла.
    • Предотвращает избыточное тепло и защищает такие детали двигателя, как клапаны, поршни, головку блока цилиндров и сам цилиндр.

    Система охлаждения обеспечивает два вида охлаждения:

    • Водяное охлаждение
    • Воздушное охлаждение

    Цилиндр двигателя окружен водяной рубашкой. Эта рубашка имеет воду, которая поглощает тепло от цилиндра.

    Метод водяного охлаждения бывает трех типов:

    • Метод принудительной циркуляции
    • Термосифонный метод
    • Непрямой или прямой метод

    Эффективность дизельного двигателя

    Дизельный двигатель имеет высокий КПД благодаря высокой степени сжатия. Отсутствие дроссельной заслонки означает очень малые потери при воздухообмене, что позволяет потреблять меньше топлива, особенно при средних и малых нагрузках. По этим причинам дизельные двигатели очень экономичны.

    Согласно Рудольф Дизель , фактическая производительность дизеля должна быть от 43,2% до 50,4% и более.

    Фактический КПД дизельного двигателя в новейших легковых автомобилях может достигать 43 %, а двигатели тяжелых дизельных автобусов и грузовиков достигают максимального КПД до 45 %. Но ездовой цикл имеет меньшую среднюю эффективность, чем максимальную эффективность.

    Максимальный КПД дизельного двигателя составляет примерно 55% , которого можно достичь с помощью большого 2-тактного судового дизельного двигателя .

    Теоретический КПД дизельного двигателя

    Такты сжатия и такты рабочего хода дизельного двигателя являются обратимыми адиабатическими. Следовательно, эффективность дизельного цикла можно измерить по процессам постоянного объема и постоянного давления.

    Приведенная ниже формула позволяет рассчитать эффективность дизельного цикла:

    Как мы уже обсуждали,

    Выполненная работа = Тепло, подведенное к системе – Тепло, отведенное системой

    Эффективность:

    Степень сжатия (r) указана ниже:

    Коэффициент отсечки приведен ниже:

    Степень расширения приведена ниже;

    После расчета всех параметров, теперь рассчитаем процесс подвода тепла при постоянном давлении (1-2),

    Итак, в случае адиабатического сжатия (4-1), адиабатического расширения (2-3),

     

    Подставив значение T1 в уравнения (v) и (iv),

    Теперь подставив значения T3, T2 и T1 в приведенное выше уравнение (iii),

    44 Типы дизельных двигателей

    Дизельный двигатель бывает двух основных типов:

    1. 4-тактный дизельный двигатель
    2. 2-тактный дизельный двигатель

    1) 2-тактный дизельный двигатель

    1 дизельный двигатель представляет собой тип двигателя с воспламенением от сжатия, который завершает рабочий цикл всего за два хода поршня. Он воспламеняет топливо из-за высокой степени сжатия топлива.

    Преимущества и недостатки двухтактного дизельного двигателя:-

    915 908 908.098. 908. 908. 9098. 908. 908. 908. 9098. 908. 908. 908. 9098. Двухтактный дизель имеет нестабильную работу на холостом ходу.
    У них низкая стоимость. Эти двигатели сильно загрязняют окружающую среду.
    Эти двигатели могут работать в любом положении. У них высокий уровень шума.
    Эти двигатели внутреннего сгорания легко запускаются. У них высокие вибрации.
    У них простой механизм. Проблемы с очисткой.
    Требуют низких затрат на обслуживание. Низкий объемный и тепловой КПД.

    Подробнее: Двухтактный двигатель в рабочем состоянии

    2) Четырехтактный дизельный двигатель

    Завершает рабочий цикл после двух оборотов коленчатого вала или четырех ходов поршня. You can find these engines in heavy vehicles like buses, coaches, tractors, cars, etc.

    Advantages and disadvantages of 4-stroke Diesel Engine: –

    Advantages Disadvantages
    Имеет высокую степень сжатия. Этот дизельный двигатель имеет высокую стоимость.
    Обладает более высокой топливной экономичностью по сравнению с двухтактным двигателем. Имеют сложную конструкцию.
    Они меньше загрязняют окружающую среду. Они менее мощные, чем двухтактные двигатели.
    Обладают высокой прочностью. Эти двигатели имеют больше деталей.
    Обладают высокой топливной экономичностью. Имеют большой вес.

    Подробнее: Четырехтактный двигатель в рабочем состоянии

    Разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем
    Дизельный двигатель Бензиновый двигатель
    Дизельный двигатель работает по дизельному циклу. Бензиновый двигатель работает по циклу Отто.
    Это более эффективно. Менее эффективен.
    Они истощаются в большегрузных автомобилях, таких как автобусы, тракторы, автомобили и т. д. Чаще всего они истощаются в небольших транспортных средствах, таких как фургоны, мотоциклы и т. д. 
    Это очень дорого. У них низкая стоимость.
    В дизельном двигателе используется очень дорогое дизельное топливо. Бензиновый двигатель работает на более дешевом бензине.
    Имеет высокую степень сжатия. Имеет относительно низкую степень сжатия.
    Они требуют высоких эксплуатационных и первоначальных затрат. Эти двигатели имеют низкие затраты на техническое обслуживание и первоначальные затраты.
    Дизельное топливо труднее воспламеняется. Бензин легко воспламеняется.
    Во время работы издает сильный шум. Производит меньше шума.
    Дизельный двигатель имеет низкий расход топлива. Бензиновый двигатель имеет более высокий расход топлива.

    Преимущества и недостатки дизельного двигателя

    Преимущества и недостатки дизельных двигателей приведены ниже:

    Преимущества дизельного двигателя
    • Основным преимуществом использования двигателя с воспламенением от сжатия является непосредственный впрыск топлива внутрь камеры сгорания. Для горения не требуется свеча зажигания. Кроме того, газ не нужен для управления источником питания двигателя с воспламенением от сжатия.
    • Дизельный двигатель имеет более высокий КПД, чем двигатель СИ.
    • Имеет высокую скорость.
    • Для улучшения крутящего момента используется ловушка для дыма. Если в работе только редукция УВ и защита, то можно уменьшить прокачку и производительность перекачки, а также увеличить пропускную способность подводящего канала. HC и CO также могут быть уменьшены.
    • Дизельный двигатель или двигатель с воспламенением от сжатия также потребляет меньше топлива по сравнению с двигателем SI.
    • Этот тип двигателя потребляет мало топлива.
    • Эти двигатели требуют минимального обслуживания по сравнению с бензиновыми двигателями.
    • Двигателю CI не требуется свеча зажигания для воспламенения топлива.

    Недостатки дизельных двигателей
    • Эти двигатели требуют высокой степени сжатия для создания условий, необходимых для автоматического зажигания
    • Вероятность поломки дизельного двигателя выше, чем у бензинового.
    • Если этот двигатель не будет управляться должным образом, он может необратимо повредить свои компоненты в условиях сильного пожара.
    • Высокая степень сжатия влияет на его производительность.
    • Эти двигатели требуют высоких затрат на техническое обслуживание.
    • Автомобили с дизельными двигателями стоят дороже.
    • Дизельное топливо имеет более высокую цену по сравнению с бензиновым топливом.
    • Они дороже по сравнению с двигателями с искровым зажиганием.

    Применение дизельного двигателя
    1. Двигатель с воспламенением от сжатия используется в тяжелом промышленном оборудовании.
    2. Двигатели внутреннего сгорания используются для питания различных компрессоров, насосов и больших двигателей.
    3. Эти двигатели внутреннего сгорания используются в гидроэлектростанциях.
    4. Они используются с турбинами для выработки электроэнергии.
    5. Они используются для питания кораблей.
    6. Высокоскоростные двигатели используются в автомобилях, автобусах, яхтах, грузовиках, тракторах и различных автомобилях.
    7. Они также используются для питания железнодорожного поезда.

    Часто задаваемые вопросы Раздел

    Что лучше дизельный двигатель или бензиновый двигатель?

    Дизельный двигатель лучше бензинового, поскольку он выделяет меньше CO2 по сравнению с бензиновым двигателем. Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, но имеют высокую стоимость.

    Дизельные двигатели способны перемещать тяжелые грузы, поскольку они развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели. Поэтому дизельные двигатели чаще всего используются в большегрузных транспортных средствах.

    Какие проблемы с дизельными двигателями?

    1. Дизельные двигатели плохо запускаются.
    2. У них высокая стоимость.
    3. Тяжелый
    4. В дизельном двигателе используется дизельное топливо, которое намного гуще бензина. Из-за этого дизельное топливо имеет высокую вероятность загрязнения.

    Дизельный двигатель работает по какому циклу?

    Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.

    Какие бывают типы дизельных двигателей?

    Дизельный двигатель бывает двух основных типов:

    1. 4-тактный двигатель
    2. 2-тактный двигатель

    Из каких частей состоит дизельный двигатель?

    The diesel engine has the following parts:

    1. After-cooler
    2. Fuel system
    3. Crankshaft
    4. Cooling system
    5. Camshaft
    6. Fuel filters
    7. Fuel injector
    8. Crankcase
    9. Fuel system
    10. Поршень

    Есть ли у дизельных двигателей свечи зажигания?

    В дизельном двигателе нет свечи зажигания. Причина в том, что в этом двигателе воспламенение происходит за счет высокого сжатия воздуха.

    Кто изобрел дизельный двигатель?

    Рудольф Дизель открыл дизельный двигатель в 1890-х годах.

    Что произойдет, если заправить дизельный двигатель бензином?

    Дизельное топливо сконструировано таким образом, что для его воспламенения не требуется внешний источник тепла (например, свеча зажигания), в то время как бензиновое топливо не может воспламениться без свечи зажигания. Поэтому, если вы заправите дизельный двигатель бензином, он не загорится, и двигатель не заведется.

    Заключение

    Дизельные двигатели наиболее широко используются во всем мире. Причина их популярности в том, что они более эффективны, чем бензиновые двигатели. Эти двигатели используются для питания различных тяжелых транспортных средств, а также для питания тяжелой промышленной техники.

    Двигатель CI потребляет меньше топлива по сравнению с бензиновым двигателем.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *