Устройство дизельного двигателя и отличия от бензиновых ДВС.
Рассмотрим устройство дизельного двигателя и некоторые отличия от бензиновых ДВС.
Конструктивные особенности
Конструктивно агрегат представляет достаточно крупный по габаритам блок цилиндров из литого чугунного корпуса. В полости его расточенные под определенным углом гнезда с впрессованными гильзами (цилиндрами). В блоке имеют место многочисленные секции вокруг гильз, которые образуют водяную рубашку охлаждения. Постоянный круговорот охлаждающей жидкости в полостях головки блока упреждают двигатель от перегрева.
В своей нижней части блок имеет сферическую расточку (подушку) для установки, крепления коленчатого вала.
Крупным узлом считается головка блока с литыми гнездами под втулки клапанов.
Неотъемлемым элементом мотора остается клиновой привод водяной помпы, компрессора кондиционера, генератора.
К основным узлам следует отнести:
- механизм шатунно-поршневой группы;
- механизм газораспределения;
- картер двигателя и систему смазки.
Именно эти узлы, взаимодействуя между собой, определяют характеристику силового агрегата.
Если исключить ТНВД (топливный насос высокого давления), высокое давление форсунок, усиление отдельных деталей, например, клапанов и поршней, то конструктивные элементы современных дизельных и бензиновых двигателей не сильно разнятся.
Принцип работы дизельного двигателя заключается в формировании и получении полезной работы от воспламенении топливной смеси. Здесь не происходит смешивание солярки с воздухом и подача ее в камеру сгорания с воспламенение от искры, как в случае с бензиновыми системами зажигания. Нет катушки зажигания, трамблера, свечей, карбюратора и прочих атрибутов бензинок.
Отвечая на вопрос, как работает дизельный двигатель, заметим, что в дизеле смешения горючего и воздуха осуществляется непосредственно в камере сгорания. То есть, под поршень нагнетается воздух, который на такте сжатия достигает температуры 700-800° C. Достигнув такового, топливным насосом посредством форсунок в камеру сгорания впрыскивается горючее. Впрыск под давлением, порой 30 атмосфер, привод к реакции с нагретым сжатием воздуха и моментальному самовоспламенению образовавшейся смеси. Процесс завершается давлением, толкающим поршень вниз к НМТ.
Система подает регламентированную дозу горючего посредством насоса высокого давления. Наличие форсунок и топливных фильтров предопределяет точность и бесперебойную работу топливной аппаратуры. Весь процесс зиждется на топливном насосе высокого давления, подающем горючее исходя из режима работы. Давление в системе нагнетается с помощью плунжерных пар. Привод ТНВД связан с коленчатым валом. Нажатием на акселератор выполняются функции регулирования нормы горючего, соответствующему обороту двигателя.
Форсунка, фильтр топливный
В паре с ТНВД исключительно важным узлом топливной системы являются форсунки. Функции их – подать конкретную дозу горючего в камеру сгорания. Давление, при котором открывается форсунка, равно величине, необходимой для максимального раздробления дизеля и создания топливного тумана.
На конце форсунок, в сложных температурных условиях работает игольчатый распылитель, формирующий контур факела. Контур впрыска принципиально важен для быстрого, полноценного сгорания. Тяжелый режим работы обусловлен постоянным нахождением их в зоне камеры сгорания. Исходя из этого, распылители форсунок выполняются из жаростойких материалов на станках высочайшей точности обработки. Для мягкой, бесшумной работы, в камеру сначала подается мизерная доза топлива. Она только разогревает воздух камеры. В заданный момент впрыскивается основная доза. Эти действия, посредством электроники, позволяют плавно наращивать давление, создавая условия для полного сгорания топливно-воздушной смеси.
В прерогативу топливного фильтра входит возможность тонкой очистки горючего. Но основная функция основывается на отделении воды из топлива. Поэтому фильтр нуждается в периодическом удалении отстоя воды через сливной краник.
Упредить критическое остывание с последующим запарафиниванием топлива помогает система электрического подогрева, что способствует быстрому запуску холодного двигателя.
Запуск, турбонаддув
Холодный запуск дизелю облегчает система предварительного разогрева, для чего в камере сгорания специально размещены свечи с функцией накала до 900° C. Информация о степени нагрева сообщается сигнальной лампой на приборной панели (закрученная спираль). По мере устойчивой работы двигателя свеча автоматически гаснет. В некоторых автомобилях свечи выключаются в момент подачи питания на стартер.
Система турбонаддува ориентирована повышать мощность и устойчивость на всех режимах работы ДВС. То есть турбинный компрессор подает под поршень избыточную порцию воздуха, увеличивая тем самым мощность мотора. Но длительный ресурс компрессора нужно поддерживать высоким качеством моторного масла.
Устройство системы турбонаддува
Система впрыска
Наиболее эффективной системой впрыска топлива считается Common Rail. Принцип работы системы заключается в том, что топливо накапливается в магистральной рампе, с которой поступает непосредственно в форсунку. А это путь к экономии солярки, низкому шуму от рабочего такта и выхлопных газов. За цикл работы, устройство выполняет два этапа впрыска. Самую малость топлива в начале и основную порцию для получения максимальной отдачи от сгорания.
Эти преимущества привели к использованию этой системы впрыска почти на каждом грузовом дизельном автомобиле и в большинстве гражданских моделях.
Система насос-форсунка предполагает установку форсунок по одной на каждый цилиндр. Устройство отличается от Common Rail высоким давлением впрыска. Отправной точкой считается высокая мощность транспорта до 20%, экономичность, низкая токсичность отработки. В обоих случаях, контрольные функции осуществляются системой управления двигателем через магнитные соленоиды.
Дизельный двигатель — презентация онлайн
Похожие презентации:
Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов
Газовая хроматография
Геофизические исследования скважин
Искусственные алмазы
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Воздушные и кабельные линии электропередач
Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Магнитные аномалии
Нанотехнологии
Дизельный двигатель
История создания
Дизельный двигатель был создан великим
инженером-изобретателем Рудольфом
Дизелем в 1897 году.
В 1890 году он выдвинул теорию
«экономичного термического двигателя»,
которая предполагала изобретение
эффективного мотора по принципу
воспламенения от сжатия в цилиндрах.
получил в 1893 году.
Патент, выданный Рудольфу Дизелю на его
изобретение
Первый дизельный двигатель был создан в
1897 году на заводе в Аугсбурге.
Его высота составляла 3 м, он развивал 172
об./мин., единственный цилиндр имел
диаметр 250 мм, ход поршня составлял 400
мм, а мощность варьировалась от 17,8 до 19,8
л. с. Расход топлива составлял 258 г нефти на
1 л. с. в час, термический КПД достиг 26,2%.
Этот мотор был представлен на выставке
паровых машин в 1898 году в Мюнхене.
Первый дизельный двигатель в Аугсбурге
Устройство двигателя
Как и бензиновый двигатель, дизельный
также является двигателем внутреннего
сгорания и состоит из аналогичных деталей
за исключением системы подачи топлива и
системы зажигания- здесь это всё
выполняется системой впрыска топлива.
Устройство дизельного двигателя состоит из
четырёх основных элементов: цилиндров,
поршней, впускного и выпускного клапанов,
топливных форсунок.
Схема четырехтактного дизельного
двигателя
Принцип работы
Четырёхтактный цикл
1-й такт. Впуск. Впускной клапан
открывается и свежий воздух (без топлива),
засасывается в цилиндр.
2-й такт. Сжатие. Когда поршень
подымается, воздух сжимается и температура
в цилиндре возрастает. В конце такта воздух
раскаляется настолько, что температуры
становится достаточно для воспламенения
топлива.
3-й такт. Рабочий ход, расширение. Возле
вершины такта сжатия топливный инжектор
впрыскивает топливо в цилиндр. При
контакте с горячим воздухом топливо
воспламеняется. При сгорании топлива
высвобождается энергия, которая
воздействует на поршень, заставляя его
двигаться вниз.
4-й такт. Выпуск. Выпускной клапан
открывается, заставляя выхлопные газы
Работа четырёхтактного дизельного двигателя.
Двухтактный цикл
В двухтактном двигателе рабочий процесс в
каждом из цилиндров совершается за один
оборот коленчатого вала, то есть за два хода
поршня. Такты сжатия и рабочего хода в
двухтактном двигателе происходят так же, как
и в четырехтактном, но процессы очистки и
наполнения цилиндра совмещены и
осуществляются не в рамках отдельных
тактов, а за короткое время, когда поршень
находится вблизи нижней мертвой точки, с
помощью вспомогательного агрегата —
продувочного насоса.
Работа двухтактного дизельного двигателя.
Цикл Тринклера
Все выпускающиеся в настоящее время
дизельные двигатели на самом деле работают
по циклу Тринклера, т. е. циклу со
смешанным подводом теплоты и с
механическим распыливанием топлива.
Термодинамические процессы в цикле
Тринклера осуществляется в следующей
последовательности (см. диаграмму ).
•1—2 Сжатие воздуха, как и в цикле Дизеля,
осуществляется по адиабате.
•2—3 Теплота подводится изохорно
•3—4 Теплота подводится изобарно
•4—5 Адиабатическое расширение
•5—1 Изохорный отвод теплоты
Диаграмма цикла Тринклера
Дизель в наши дни
Дизельные двигатели применяются для
привода стационарных силовых установок, на
рельсовых (тепловозы, дизелевозы, дизельпоезда, автодрезины) и безрельсовых
(автомобили, автобусы, грузовики)
транспортных средствах, самоходных
машинах и механизмах (тракторы, комбайны,
асфальтовые катки, скреперы и т. д.), а также
в судостроении в качестве главных и
вспомогательных двигателей.
Судовой дизельный двигатель
Достоинства и недостатки
Достоинства:
дизелей становятся высокий КПД.
Полезная отдача энергии в малооборотных
двигателях превышает 45%.
•Рабочий процесс дизеля обеспечивает
постоянное давление газов, поэтому мотор
способен развивать значительный
крутящий момент, не зависящий от
количества оборотов. Эта особенность
находит применение в мощных грузовиках
(увеличивает грузоподъемность),
обеспечивает «приемистость» легковых
моделей.
•Относительная надёжность
Недостатки:
•Дизель не способен развить высокие
обороты, сравнимые с бензиновым ДВС,
этому мешает время инициации
возгорания. За счет высоких давлений
повышается механическая напряженность
деталей дизеля, которые вынужденно
изготавливаются массивными, утяжеляя
двигатель.
•Отдельные виды дизтоплива (летние,
тепловозные) парафинируются при низких
температурах.
•Нестабильный состав выхлопа требует
усложнения каталитической системы,
применения сажевых фильтров.
English Русский Правила
Системы безопасности дизельных двигателей | АМОТ
Хотя дизельные двигатели более безопасны, чем бензиновые, при работе в средах, богатых углеводородами, в определенных ситуациях они могут стать источником воспламенения. Скорость дизельного двигателя контролируется внутренним регулятором скорости, который измеряет количество топлива, подаваемого в двигатель. Если в атмосфере присутствуют легковоспламеняющиеся пары, они втягиваются во впускную систему вместе с чистым воздухом, а дополнительное топливо заставляет двигатель разгоняться.
При быстром увеличении оборотов двигателя он всасывает больше воздуха и паров. Цикл продолжается до тех пор, пока двигатель не перейдет на использование неизмеренных паров в качестве источника топлива. Если этот цикл не остановлен, это может привести к превышению скорости двигателя или его разгону, что сделает его потенциальным источником воспламенения взрывоопасных паров и приведет к:
Подпрыгивание клапана
Пламя, выходящее из впускной и выпускной труб
Температура поверхности (автоматическое зажигание)
Искры
Катастрофические травмы или смерть
На протяжении более 45 лет AMOT способствует повышению безопасности на опасных производствах, повышая осведомленность о рисках эксплуатации дизельных двигателей в этих условиях и обучая специалистов отрасли способам защиты своего оборудования и людей. Мы продолжаем инвестировать в исследования и технологии продуктов, поскольку дизельные двигатели развиваются, чтобы соответствовать современным стандартам производительности.
Мы работаем с производителями двигателей, нефтегазовыми сервисными компаниями, компаниями, предоставляющими услуги поддержки, и операторами для разработки комплексных систем, защищающих от разгона дизельного двигателя и рисков, связанных с тем, что дизельный двигатель может стать источником воспламенения на рабочих площадках.
ИНЖЕНЕРНЫЕ ЕДИНИЦЫ
ИМПЕРИАЛ МЕТРИЧЕСКАЯ
Запорные клапаны воздухозаборника
В то время как некоторые компании внедряют протоколы безопасности для предотвращения разгона дизельного двигателя, автоматические запорные клапаны принудительного впуска воздуха являются единственным надежным методом остановки двигателя, когда он начал работать с превышением скорости.
Узнать больше
Переключатели и датчики скорости вращения
Реле скорости используются для контроля оборотов двигателя в автоматических системах защиты от превышения скорости дизельного двигателя. В случае превышения скорости двигателя переключатель скорости немедленно отключит дизельный двигатель. Имеются электрические, электрические и гидромеханические выключатели для опасных зон.
Магазин
Искрогаситель
Искрогасителипредназначены для предотвращения риска возгорания из-за искр, выбрасываемых из выхлопных систем дизельных двигателей. Они обычно используются в морской, нефтегазовой, горнодобывающей, лесной и других опасных зонах.
Магазин
Аксессуары
Комплекты для установки клапанасодержат все компоненты, необходимые для установки клапана в воздухозаборную линию двигателя большинства дизельных двигателей.
Узнать больше
Главное защитное устройство отключения
Главное устройство защитного отключения контролирует давление или температуру вращающихся механизмов в опасных и промышленных условиях. При потере или падении давления ниже заданного значения устройство немедленно отключится.
Магазин
Взрывозащищенный генератор
Стандартные автомобильные генераторы переменного тока являются постоянным потенциальным источником воспламенения при эксплуатации в опасных атмосферах, где могут существовать горючие концентрации газа, паров или пыли.
Магазин
Отключение дизельного топлива
Клапаны отсечки топлива дизельных двигателейпредназначены для применения в тех случаях, когда требуется отключение подачи топлива в составе систем автоматического отключения двигателя. Клапаны отсечки топлива гидромеханических двигателей предназначены для использования в качестве предохранительных клапанов в гидромеханических системах, работающих под давлением масла. Запорный клапан подачи топлива в двигатель разрежения предназначен для работы совместно с запорным клапаном подачи воздуха в дизельный двигатель.
Магазин
Семь типов дизельного оборудования Экономика
Если вы подумываете о карьере дизельного механика, вам нужно убедиться, что вы знакомы с различными видами оборудования, в котором используются дизельные двигатели.
Национальный совет по биодизелю сообщает, что дизельная технология является ключом к будущему транспортной отрасли, особенно применительно к транспортным средствам средней и большой грузоподъемности (как дорожным, так и внедорожным), а также оборудованию для железнодорожного, морского, промышленного, сегменты сельского хозяйства и строительства. Совет также отмечает, что более 90% всех большегрузных автомобилей в США работают на дизельном топливе, и дизельные пикапы и внедорожники остаются одними из самых продаваемых потребительских автомобилей.
Правление указывает на 37 новых моделей автомобилей, грузовиков и внедорожников с чистым дизельным двигателем, выпущенных только в 2016 году, и еще 40 находятся в разработке для будущих рынков.
Удивительное разнообразие техники приводится в действие дизельными двигателями. Подготовка к карьере дизельного механика в Lincoln Tech может помочь вам познакомиться со многими из них, в том числе с этими примерами, приведенными на Dieselforum. org:
Строительная техника
Дизель приводит в действие более трех четвертей всей тяжелой строительной техники. Механики в этой области работают вне фирменных или муниципальных мастерских или путешествуют со строительными бригадами. В эту категорию попадают многие типы дизельного оборудования.
Сельскохозяйственное оборудование
Дизельные двигатели приводят в действие более двух третей всего сельскохозяйственного оборудования, ежегодно перемещают 90 процентов сельскохозяйственной продукции и перекачивают пятую часть воды, используемой на фермах США. «Дизельные автомобили используются для посадки продукта, ухода за продуктом (путем полива и внесения удобрений и пестицидов), сбора продукта и даже доставки продукта на рынок для переработки», — сообщает Dieselforum.org.
Большие грузовики
На дизельном топливе перевозится около 90 процентов национального грузового тоннажа; почти все грузовые автомобили для шоссейных дорог оснащены дизельными двигателями. Крупные буровые установки являются одними из наиболее часто встречающихся типов дизельного оборудования, когда речь идет о ремонтных мастерских и тренировочных площадках.
Железнодорожные и морские двигатели
Механикам в обеих этих областях часто требуется обучение работе с определенными системами. Железнодорожные механики сосредоточены на двигателях поездов, которые перевозят около трети всех грузов в США. Морские механики могут сосредоточиться на коммерческих судах, погрузочно-разгрузочном оборудовании, баржах и / или морских рабочих катерах. В обеих областях механики могут путешествовать с транспортными средствами для решения повседневных проблем или работать в магазинах, занимаясь более рутинными обновлениями и настройками.
Автобусы
Количество пассажиров общественного транспорта растет с 1995 года, что повышает спрос на механиков, способных решать проблемы, связанные с дизельным двигателем. При измерении в 2013 году 77 процентов транзитных автобусов были оснащены дизельными двигателями и топливными или дизельными гибридными двигателями.