Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как заводится дизельный двигатель


Как работает дизельный двигатель автомобиля

Согласно сложившимся представлениям, дизельные двигатели производят много шума, неприятно пахнут и не дают нужной мощности. Считается, что они пригодны лишь для грузовых автомобилей, фургонов и такси. Возможно, в 1980-х гг. все было так, однако с тех пор ситуация в корне поменялась. Дизельные двигатели и органы управления системами впрыска топлива стали гораздо более совершенными. В 1985г. в Великобритании было продано почти 65 000 автомобилей с дизельными двигателями (примерно 3,5% от общего количества проданных автомобилей). Для сравнения, в 1985г. было продано всего 5380. (данные, вероятно, для рынка США).

Основные части дизельного двигателя должны быть прочнее, чем части двигателя, работающего на бензине.

Зажигание. Для зажигания не требуются искры, т.к. смесь воспламеняется под действием компрессии.

Запальные свечи. Нагревают камеру сгорания при холодном старте.

Многие дизельные двигатели были созданы на основе бензиновых двигателей, однако их основные детали обладают повышенной прочностью и способны выдерживать высокое давление.

Топливо попадает в двигатель за счет нагнетательного насоса с дозатором, который обычно прикреплен к боку блока цилиндров.  В системе не используется электрическое зажигание.

Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми является снижение эксплуатационных расходов. Дизельные двигатели обладают большей эффективностью за счет сильной компрессии и низкой стоимости топлива. Разумеется, цены на дизель могут варьироваться, поэтому автомобиль с дизельным двигателем обойдется вам дорого, если вы живете в регионе с высокими ценами на дизельное топливо. Кроме того, таким автомобилям реже требуется техобслуживание, однако замена масла для них организуется чаще, чем для автомобилей, которые работают на бензине.

Повышение мощности

Основным недостатком дизельных двигателей является их малая мощность по сравнению с бензиновыми двигателями равного объема.

Эту проблему можно решить, просто увеличив объем двигателя, однако зачастую это приводит к значительному утяжелению автомобиля.

Некоторые производители снабжают свои двигатели турбонагнетателями, чтобы повысить их конкурентоспособность. К примеру, производством турбодизелей занимаются Rover, Mercedes, Audi и VW.

Как работают дизельные двигатели

Впуск

При движении поршня вниз по цилиндру открывается впускной клапан, впускающий воздух.

Компрессия

Когда поршень доходит до нижнего основания цилиндра, впускной клапан закрывается. Поршень поднимается, сжимая воздух.

Зажигание

Топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень доходит до верхнего основания. При этом топливо воспламеняется и снова приводит поршень в движение.

Выпуск

На обратном пути поршень открывает клапан выпуска, и отработанный газ выходит из цилиндра.

Четырехтактные дизельный и бензиновый двигатели работают по-разному, несмотря на то, что в их состав входят одинаковые компоненты. Основное отличие заключается в способе зажигания топлива и управления получаемой в результате энергией.

В двигателе, работающем на бензине, смесь воздуха и топлива зажигается от искры. В дизельном двигателе топливо воспламеняется под действием сжатого воздуха. В дизельных двигателях воздух сжимается в среднем в соотношении 1/20, в то время для бензиновых двигателей — это соотношение в среднем равно 1/9. Такое сжатие сильно нагревает воздух до температуры, достаточной для мгновенного воспламенения топлива, поэтому при использовании дизельного двигателя нет нужды в искрах или других способах зажигания.

Бензиновые двигатели поглощают очень много воздуха за один такт поршня (конкретный объем зависит от степени открытия отверстия дросселя). Дизельные двигатели всегда поглощают один и тот же объем, который зависит от скорости, при этом воздухопровод не оснащен дросселем. Его перекрывает один впускной клапан, а в двигателе отсутствует карбюратор и дисковый затвор.

Когда поршень достигает нижнего основания цилиндра, впускной клапан открывается. Под действием энергии от других поршней и импульса от махового колеса поршень отправляется к верхнему основанию цилиндра, сжимая воздух примерно в двадцать раз.

Как только поршень достигает верхнего основания, в камеру сгорания впрыскивается тщательно отмеренный объем дизельного топлива. Нагретый при сжатии воздух мгновенно воспламеняет топливо, которое расширяется при сгорании и снова отправляет поршень вниз, поворачивая коленчатый вал.

Когда поршень двигается вверх по цилиндру на такте выпуска, выпускной клапан открывается, позволяя отработанным и расширившимся газам выйти в выхлопную трубу. В конце такта выпуска цилиндр снова готов к новой порции свежего воздуха.

Конструкция дизельного двигателя

Дизельный и бензиновый двигатель состоят из одинаковых частей, которые выполняют одни и те же функции. Тем не менее, части дизельного двигателя обладают повышенной прочностью, т.к. они призваны выдерживать большую нагрузку.

Стенки блока дизельного двигателя обычно намного толще стенок блока бензинового двигателя. Они укреплены дополнительными решетками, которые блокируют импульсы. Помимо этого, блок дизельного двигателя эффективно поглощает шумы.

Поршни, шатуны, валы и крышки корпуса подшипников изготавливаются из самых прочных материалов. Головка цилиндра дизельного двигателя имеет особый вид, связанный с формой форсунок, а также формами камеры сгорания и вихрекамеры.

Впрыск

Для плавной и эффективной работы любого двигателя внутреннего сгорания требуется правильная смесь воздуха и топлива. Для дизельных двигателей эта проблема особенно актуальна, т.к. воздух и топливо подаются в разное время, смешиваясь внутри цилиндров.

Впрыск топлива в двигатель может быть прямым и непрямым. По сложившейся традиции чаще используется непрямой впрыск, т.к. он позволяет создавать вихревые потоки, которые смешивают топливо и сжатый воздух в камере сгорания.

Прямой впрыск

При прямом впрыске топливо опадает прямо в камеру сгорания, расположенную в головке поршня. Такая форма камеры не позволяет смешивать воздух с топливом и поджигать получившуюся смесь без жесткого стука, характерного для дизельных двигателей.

В двигателе с непрямым впрыском обычно присутствует небольшая спиральная вихрекамера (форкамера). Перед попаданием в камеру сгорания топливо проходит через вихрекамеру, и в нем образуются вихревые потоки, обеспечивающие лучшее смешивание с воздухом.

Недостатком такого подхода является то, что вихрекамера становится частью камеры сгорания, а значит, вся конструкция приобретает неправильную форму, вызывает проблемы при сгорании и негативно влияет на эффективность работы двигателя.

Непрямой впрыск

При непрямом впрыскивании топливо попадает в небольшую форкамеру, а оттуда - в камеру сгорания. В результате конструкция приобретает неправильную форму.

Двигатель с прямым впрыском не оборудован вихрекамерой, и топливо прямиком попадает в камеру сгорания. При проектировании камер сгорания в головке поршня инженеры должны уделять особое внимание их форме, чтобы обеспечить достаточную силу вихрей.

Запальные свечи

Чтобы разогреть головку блока цилиндров и блок цилиндров перед холодным стартом, в дизельных двигателях используются запальные свечи. Короткие и широкие свечи являются составной частью электросистемы автомобиля. При включении питания элементы в свечах очень быстро нагреваются.

Запальные свечи включаются при особом повороте колонки рулевого управления или с помощью отдельного переключателя. В последних моделях свечи выключаются автоматически, как только двигатель разогревается и разгоняется до скорости, превышающей скорость холостого хода.

Управление скоростью

В отличие от бензиновых двигателей, в дизельных двигателях отсутствует дроссель, поэтому объем потребляемого ими воздуха остается неизменным. Частота вращения двигателя определяется только объемами топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Чем больше топлива, тем больше энергии выделяется при сгорании.

Педаль газа подключена к датчику в система зажигания, а не к дросселю, как в автомобилях, которые работают на бензине.

Для остановки дизельного двигателя по-прежнему необходимо повернуть ключ зажигания. В бензиновом двигателе при этом исчезает искра, а в дизельном - отключается соленоид, отвечающий за подачу топлива в насос. После этого двигатель расходует оставшееся в нем топливо и останавливается. По факту, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые, потому что высокое давление сильно замедляет ход.

Как заводится дизельный двигатель

Дизельные двигатели, подобно бензиновым, заводятся при включении электромотора, запускающего цикл сжатия и воспламенения. Тем не менее, при низкой температуре дизельные двигатели заводятся с трудом, потому что сжатый воздух не разогревается до температуры, необходимой для воспламенения топлива.

Для решения этой проблемы производители изготавливают запальные свечи. Запальные свечи представляют собой питаемые от батареи электроотопители, которые включаются за несколько секунд до запуска двигателя.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. Оно не проходит очистку, а потому представляет собой вязкую тяжелую жидкость, которая испаряется довольно медленно. Благодаря этим физическим свойствам дизельное топливо иногда называют дизельным маслом или мазутом.  В сервисных центрах и на заправках автомобили, работающие на дизельном топливе, часто называют дервами (от diesel-engined road vehicles).

В холодную погоду дизельное топливо быстро густеет или даже замерзает. Кроме того, в нем содержится небольшое количество воды, которая также может замерзнуть. Все виды топлива поглощают из атмосферы воду. Более того, она нередко проникает в подземные резервуары. Допустимое содержание воды в дизельном топливе - 0,00005-0,00006%, т.е. четверть стакана воды на 40 литров топлива.

Лед или водяная пробка может заблокировать топливопроводы и форсунки, что делает невозможной работу двигателя. Именно поэтому в холодную погоду можно увидеть водителей, которые пытаются подогреть топливопровод с помощью паяльника.

В качестве превентивной меры можно возить с собой дополнительный бак, однако современные производители уже добавляют в топливо примеси, которые позволяют использовать его при температуре выше -12-15°C.

Как работает дизельный двигатель

Традиционно, дизельные двигатели всегда было видно, как шумно, вонючий и андерпауэред двигатели мало пользы, кроме как в грузовиках, такси и фургонах. Но, как дизельные двигатели и их системы управления впрыском стали более усовершенствованными, в 1980-х годах ситуация изменилась. В Великобритании в 1985 году было почти Продано 65 000 дизельных автомобилей (около 3,5% от общего количества проданных автомобилей), по сравнению только с 5380 в 1980 году.

Двигатель с воспламенением от сжатия

Многие автомобильные дизели основаны на существующих конструкциях бензиновых двигателей, но с усиленными основными компонентами, чтобы справиться с более высокими давлениями.Топливо подается с помощью впрыскивающего насоса и дозатора, которые обычно устанавливаются сбоку от блока цилиндров. Система электрического зажигания не требуется.

Основным преимуществом дизельных двигателей над бензиновыми являются их меньшие эксплуатационные расходы. Это отчасти является результатом большей эффективности высокого степень сжатия дизель и частично из-за более низкой цены на дизель топливо - хотя разница в цене варьируется, поэтому преимущество запуска дизельная машина будет немного снижена, если вы живете в районе с дорогой Дизельное топливо Сервисные интервалы часто тоже длиннее, но у многих дизельных моделей требуют более частой замены масла, чем их бензиновые аналоги.

Повышение силы

Основным недостатком дизельного автомобиля является его низкая производительность по сравнению с бензиновые двигатели эквивалентной мощности. Одним из способов решения этой проблемы является увеличение размера двигателя, но это часто приводит к значительному увеличению веса. Некоторые производители добавляют турбокомпрессоры к их двигателям, чтобы сделать их конкурентоспособны с точки зрения производительности; Ровер, Мерседес, Ауди и VW среди производители, которые производят турбодизели.

Как работают дизельные двигатели

Индукция

Когда поршень начинает двигаться вниз по каналу, впускной клапан открывается и всасывается воздух.

Сжатие

Впускной клапан закрывается в нижней части хода. Поршень поднимается для сжатия воздуха.

Зажигание

Топливо впрыскивается вверху хода.Он зажигает и толкает поршень вниз.

Выхлоп

При движении поршня вверх выпускной клапан открывается, и сгоревший газ удаляется.

Дизельный двигатель работает не так, как бензиновый, хотя они разделить основные компоненты, и оба работают на четырехтактном цикл , Главный Различия в том, как зажигается топливо и как выходная мощность регулируется.

В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется искра ,В дизеле двигатель, зажигание достигается компрессия воздуха одного. Типичная компрессия соотношение для дизельного двигателя составляет 20: 1 по сравнению с 9: 1 для бензинового двигателя. Сжатия настолько велики, что нагревают воздух до температуры, достаточно высокой, чтобы зажечь топливо самопроизвольно, без необходимости искры и, следовательно, система зажигания.

Бензиновый двигатель потребляет переменное количество воздуха на всасывание инсульт , точное количество в зависимости от открытия дроссельной заслонки. Дизельный двигатель, с другой рука всегда втягивает одинаковое количество воздуха (на каждой частоте вращения двигателя) через впускной тракт без дросселирования, который открывается и закрывается только впускным клапан (нет ни карбюратор ни дроссельная заслонка).

Когда поршень достигает эффективного конца своего индукционный ход, впуск клапан закрывается. Поршень, управляемый силой других поршней и импульс маховик , путешествует на вершину цилиндр , сжимая воздух примерно в двадцатой своей оригинальной объем ,

Когда поршень достигает вершины своего хода, точно дозированное количество дизельное топливо впрыскивается в камера сгорания , Тепло от сжатия немедленно запускает топливно-воздушную смесь, заставляя ее гореть и расширяться.это сил поршень вниз, поворачивая коленчатый вал ,

Когда поршень движется вверх по цилиндру на ход выхлопа , выпускной клапан открывает и позволяет сгоревшим и расширенным газам перемещаться вниз по выхлопная труба , В конце такта выпуска цилиндр готов к новому обвинение из воздух.

Конструкция двигателя

Основные компоненты дизельного двигателя похожи на компоненты бензинового двигателя и выполнять те же работы. Тем не менее, детали дизельного двигателя должны быть сделаны много сильнее, чем их бензиновые двигатели из-за гораздо более высоких нагрузок участвует.

Стены дизеля блокировка двигателя обычно намного толще блока разработан для бензинового двигателя, и у них есть более крепкие полотна, чтобы обеспечить дополнительную сила и поглощать стрессы. Помимо того, чтобы быть сильнее, сверхмощный Блок также может уменьшить шум более эффективно.

поршня, шатуны , коленвалы и подшипник шапки должны быть сделаны сильнее своих бензиновых двигателей. крышка цилиндра дизайн должен сильно отличаться из-за топливные форсунки а также из-за формы его сгорание и вихревые камеры.

впрыскивание

Прямой впрыск

Прямой впрыск означает, что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания в верхней части поршневой головки. Форма камеры лучше, но сложнее правильно смешать топливо с воздухом и сгореть без резкого характерного дизельного «детонации».

Для любого двигатель внутреннего сгорания работать бесперебойно и эффективно, топливо и воздух должны быть правильно смешаны.Проблемы смешивания топлива и воздуха особенно хорош в дизельном двигателе, где воздух и топливо вводятся в различные времена в течение цикла и должны быть смешаны внутри цилиндров.

Существует два основных подхода: прямой впрыск и непрямой впрыск. Традиционно, косвенный впрыск был использован, потому что это самый простой способ введения турбулентность так что впрыскиваемый топливный спрей хорошо смешивается с сильно сжатый воздух в камере сгорания.

В двигателе непрямого впрыска имеется небольшая спиральная вихревая камера (также называется камерой предварительного сгорания), в которую инжектор впрыскивает топливо прежде чем он достигнет основной камеры сгорания.Вихревая камера создает турбулентность в топливе, так что он лучше смешивается с воздухом в процессе сгорания камера.

Недостатком этой системы является то, что вихревая камера эффективно становится часть камеры сгорания. Это означает, что камера сгорания как целое имеет неправильную форму, вызывая проблемы сгорания и затрудняя эффективность.

Прямой впрыск

Косвенный впрыск

Косвенный впрыск означает, что топливо впрыскивается в небольшую камеру предварительного сгорания.Это приводит к главной камере сгорания. Благодаря такой конструкции идеальная форма камеры сгорания нарушается.

Двигатель прямого впрыска не имеет вихревой камеры, в которую подается топливо впрыскивается - топливо идет прямо в камеру сгорания. Инженеры должны очень внимательно относиться к конструкции сгорания Камера в головке поршня обеспечивает достаточную турбулентность.

Контроль скорости

Свечи накаливания

Для предварительного нагрева головки цилиндров и блока цилиндров перед холодными запусками дизель использует свечи накаливания.Они похожи на короткие, короткие свечи зажигания и подключены к электрической системе автомобиля. Элементы внутри нагреваются очень быстро после подачи питания. Свечи накаливания активируются либо вспомогательным положением на переключателе рулевой колонки, либо отдельным переключателем. На последних моделях они автоматически отключаются, когда двигатель запускается и разгоняется до скорости холостого хода.

Дизельный двигатель не регулируется, как бензиновый двигатель, поэтому количество воздуха всасывается при любой частоте вращения двигателя всегда одинаково.Частота вращения двигателя регулируется только количеством топлива, выброшенного в камеру сгорания. с большим количеством топлива в камере сгорание более сильное, а большая мощность производится.

ускоритель педаль подключена к дозатору двигателя Система впрыска, а не дроссельной заслонки, как с бензином двигатель.

Остановка дизеля по-прежнему включает в себя выключение ключа зажигания, но, скорее, чем срезать искры, это замыкает электрический соленоид это отрезает подача топлива на инжектор насос узла учета и распределения топлива.Тогда двигатель должен использовать только небольшое количество топлива, прежде чем привал. На самом деле, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые. потому что гораздо более высокое сжатие оказывает большее замедление на двигатель.

Запуск дизеля

Как и бензиновые двигатели, дизельные двигатели запускаются с электрический двигатель , который начинает воспламенение от сжатия цикл. Когда холодно, Однако дизельные двигатели сложно запустить, просто потому что.сжимая воздух не приводит к температуре, которая достаточно высока, чтобы воспламенить топливо.

Чтобы обойти проблему, производители поместиться свечи накаливания , Это маленькие электрические обогреватели, работающие от автомобиля аккумулятор , которые включены несколько секунд, прежде чем пытаться запустить двигатель.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензиновых. это чуть менее изысканный, в результате чего получается более тяжелый, более вязкий и менее летучий жидкость ,Эти физические характеристики часто приводят к тому, что обозначается как «дизельное топливо» или «мазут». На дизельных насосах в гараже Передние площадки это часто называют 'derv', сокращение от дороги с дизельным двигателем транспортные средства.

Дизельное топливо может начать слегка застывать или даже затвердеть при очень холодном Погода. Это усугубляется тем, что он может поглощать очень мало количество воды, которая может замерзнуть. Все виды топлива поглощают крошечные количества вода из атмосферы и утечка в подземные резервуары довольно часто.Дизельное топливо может выдерживать содержание воды до 50 или 60 части на миллион без проблем - чтобы представить это в перспективе это около четверти кружки, полной воды на каждые десять галлонов топлива.

Любая заморозка или «вощение» может блокировать топливные магистрали и форсунки и мешают двигатель не работает Вот почему в очень холодную погоду вы будете изредка вижу людей, играющих на лампах на топливных магистралях их грузовиков.

,

Как работают дизельные двигатели?

  1. Дом и сад
  2. Ремонт автомобилей
  3. Дизельные двигатели
  4. Как работают дизельные двигатели?

Deanna Sclar

Основное различие между дизельным двигателем и бензиновым двигателем состоит в том, что в дизельном двигателе топливо распыляется в камеры сгорания через форсунки топливных форсунок именно тогда, когда воздух в каждой камере помещается под таким большое давление, что он достаточно горячий, чтобы самовозгораться.

Ниже приводится пошаговое описание того, что происходит при запуске автомобиля с дизельным двигателем.

  1. Вы поворачиваете ключ в замке зажигания.

    Затем вы ждете, пока двигатель накопит достаточно тепла в цилиндрах для удовлетворительного запуска. (У большинства транспортных средств есть небольшой свет, который говорит «Подождите», но знойный компьютерный голос может сделать ту же самую работу на некоторых транспортных средствах.) Поворот ключа начинает процесс, в котором топливо впрыскивается в цилиндры под таким высоким давлением, что он нагревает воздух в цилиндрах сам по себе.Время, необходимое для разогрева, было значительно сокращено - вероятно, не более 1,5 секунд в умеренную погоду.

    Дизельное топливо менее летучее, чем бензин, и его легче запускать, если камера сгорания предварительно нагрета, поэтому производители изначально установили маленькие свечи накаливания, которые работали от батареи, чтобы предварительно нагреть воздух в цилиндрах при первом запуске двигателя. Более совершенные методы управления топливом и более высокое давление впрыска теперь создают достаточно тепла, чтобы отключить топливо без свечей накаливания, но эти заглушки все еще там для контроля выбросов: дополнительное тепло, которое они обеспечивают, помогает сжигать топливо более эффективно.У некоторых транспортных средств все еще есть эти камеры, у других нет, но результаты все еще те же.

    Свечи накаливания обеспечивают дополнительное тепло для более эффективного сжигания топлива.

  2. Загорается индикатор «Старт».

    Когда вы видите это, вы нажимаете на акселератор и поворачиваете ключ зажигания в положение «Пуск».

  3. Топливные насосы доставляют топливо из топливного бака в двигатель.

    На своем пути топливо проходит через пару топливных фильтров, которые очищают его, прежде чем оно попадет в форсунки топливных форсунок.Правильное обслуживание фильтра особенно важно в дизелях, поскольку загрязнение топлива может засорить крошечные отверстия в форсунках форсунок.

    Дизельный топливный фильтр.

  4. Топливный насос подает топливо в нагнетательную трубку.

    Эта трубка подачи называется рейкой и поддерживает ее там под постоянным высоким давлением 23 500 фунтов на квадратный дюйм (или даже больше), пока она подает топливо в каждый цилиндр в нужное время.(Давление впрыска бензинового топлива может составлять всего от 10 до 50 фунтов на кв. Дюйм!) Топливные форсунки подают топливо в виде мелких брызг в камеры сгорания цилиндров через форсунки, управляемые блоком управления двигателя (ECU), который определяет давление, когда происходит разбрызгивание топлива, как долго он длится и другие функции.

    Анатомия топливного инжектора.

    Другие дизельные топливные системы используют гидравлику, кристаллические пластины и другие методы для управления впрыском топлива, и в настоящее время разрабатываются другие технологии для производства дизельных двигателей, которые являются еще более мощными и отзывчивыми.

    Система впрыска топлива Common Rail.

  5. Топливо, воздух и «огонь» встречаются в цилиндрах.

    В то время как предыдущие шаги доставляют топливо туда, куда нужно, одновременно запускается другой процесс, чтобы получить воздух там, где он должен быть, для финальной, огненной игры в мощь.

    На обычных дизелях воздух поступает через воздухоочиститель, очень похожий на те, что используются в бензиновых транспортных средствах. Однако современные турбокомпрессоры могут направлять большие объемы воздуха в цилиндры и могут обеспечить большую мощность и экономию топлива при оптимальных условиях.Турбокомпрессор может увеличить мощность дизельного транспортного средства на 50 процентов при одновременном снижении расхода топлива на 20-25 процентов!

  6. Горение распространяется от меньшего количества топлива, которое находится под давлением в камере предварительного сгорания, до топлива и воздуха в самой камере сгорания.

,

Как работают дизельные двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 29 января 2020 г.

Вы когда-нибудь смотрели в изумлении, когда гигантский грузовик медленно ползет вверх по холму? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит - как огромная, тяжелая нагрузка систематически поднял против подавляющей силы гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) - и вы можете согласиться То, что ты видишь, довольно примечательно.Дизельные двигатели - это сила наших самых больших машин - грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они похожи на обычные бензиновые (бензиновые) двигатели, но они генерируют больше энергии, более эффективно, работая немного по-другому. Давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: дизельные двигатели (как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для тяги тяжелых поездов. Это великолепно сохранившийся (и отлично отполированный!) Британский железнодорожный класс 55 («Deltic»), номер 55022, названный Royal Scots Grey 1960 года.Вот картинка из Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Что такое дизельный двигатель?

Фото: типичный дизельный двигатель (из пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга любезно предоставлено ВМС США.

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель - это тип внутреннего сгорания. двигатель. Горение это еще одно слово для горения, и внутреннее значит внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания просто тот, где топливо сгорает внутри главной части двигателя (цилиндры) где производится энергия.Это очень отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром локомотивы. В паровом двигателе есть большой пожар на одном конце котел, который нагревает воду для приготовления пара. Пар стекает долго трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает поршень назад и вперед для перемещения колес. Это внешний сгорание, потому что огонь находится за пределами 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 он производится в цилиндр: все происходит одинаково место. Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии из тот же объем топлива).

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают как от внутреннего сгорания, но в немного по-другому.В бензиновом двигателе топливо и воздух впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает) смесь, что делает его взрывоопасным, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленвал и шестерни) крутит колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья о автомобильных двигателях.

Дизельные двигатели

похожи, но проще.Во-первых, воздух допускается в цилиндр и поршень сжимает его, но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжатый примерно до десятой части своего первоначального объема. Но в дизеле двигатель, воздух сжимается на что-нибудь от 14 до 25 раз. Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали чем горячее в ваших руках, тем дольше вы его используете. Это потому что сжатие газа генерирует тепло. Представьте себе, сколько тепла генерируется путем нагнетания воздуха в 14–25 раз меньше пространства, чем обычно занимает.Так много тепла, как это бывает, что воздух становится действительно горячий - обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда и очень горячее. Как только воздух сжат, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль жестяная банка. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от того, сколько энергии водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры подключи.Этот контролируемый взрыв заставляет поршень вытолкнуть цилиндр, производящий мощность, которая приводит в движение автомобиль или который двигатель установлен. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и процесс повторяется сотни или тысячи раз минут!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Дизельные двигатели в два раза эффективнее бензиновых двигателей - около 40 процентов эффективный, то есть.Проще говоря, это означает, что вы можете пойти гораздо дальше на том же количестве топлива (или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин этот. Во-первых, они сжимают больше и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория о том, как работают тепловые двигатели, известный как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает. Дизельный двигатель с большим перепадом температур (более высокая температура или самая низкая температура) более эффективна.Во-вторых, отсутствие системы зажигания с зажиганием делает более простая конструкция, которая может легко сжать воздух намного больше - и это делает топливо более горячим и более полным, высвобождая больше энергии. Есть еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам 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. Другим 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, блокируя их атомы вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин).Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, так дизельный двигатель будет естественно работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совсем разные. Вы будете знать это очень много, если вы когда-либо слышал страшные истории людей, которые заправили свою машину или грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель является низкосортный, менее рафинированный продукт из нефти, полученный из более тяжелых углеводороды (молекулы построены из большего количества углерода и водорода атомов).Сырые дизельные двигатели, которым не хватает сложного впрыска топлива Теоретически, системы могут работать практически на любом углеводородном топливе, поэтому популярность биодизеля (вид биотоплива, сделанного, среди прочего, вещи, отработанные растительные масла). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель, успешно запустил свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, как уголь и бензин. 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 к передней части) с использованием отработанного растительного масла, выбрасываемого ресторанами быстрого питания.Топливо стоит внушительные $ 0,80 за галлон. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели - самые универсальные двигатели, работающие на топливе, на сегодняшний день, нашел во всем, от поездов и кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, более эффективный и более экономичный. Они также безопаснее, потому что дизельное топливо меньше летучий и его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещать большие грузы на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовики, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что части дизельного двигателя должны выдерживать гораздо больше напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Поэтому дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему долго В то время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели, как правило, более Прочный и прослужит 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 любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Загрязнение одно из самых больших недостатков дизельных двигателей: они шумят, и они производят много несгоревших частиц сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья. В теории, дизели более эффективны, поэтому они следует использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и вносить меньший вклад в глобальное потепление.На практике есть спор о том, действительно ли это так. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива только немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другой Недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили очень загрязняющие. Как насчет выбросов CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и трейдеры: «Дизельные автомобили внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2.С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу ". Дизельные двигатели, как правило, 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 произошло значительное падение продаж скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше загрязняют окружающую среду.

Нет сомнений, что дизельные двигатели будут продолжать работать на тяжелых транспортных средствах - грузовиках, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы зависят от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный импульс для того, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, и эти усовершенствованные газовые двигатели подрывают некоторые из очевидных преимуществ использования дизелей в автомобилях. В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться выдавленными вообще.Опять же сами дизели 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 претендент на меньшие транспортные средства в течение многих лет, особенно если их выбросы сажи может быть правильно решена.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Произведение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, который он нарисовал в своем патенте 1895 года.Цилиндр (1) находится сверху. 2) «Плунжер» (как его называл дизель) крепится кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную частоту вращения двигателя (отключение подачи топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем его включение, когда двигатель снова замедляется). Иллюстрации любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542846: «Способ и устройство для преобразования тепла в работу» Рудольфа Дизеля.

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

  • 1861: французский инженер Альфонс Бо де Рош (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
  • 1876: немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
  • 1878: шотландец Дугальд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
  • 1880: в возрасте 22 лет, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фону Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
  • 1890: Дизель выясняет, как сделать улучшенное внутреннее сгорание двигатель использует более высокое давление и температуру, для чего не требуется свеча зажигания.
  • 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.
  • 1893: Дизель строит огромный, стационарный двигатель, который работает целую минуту под своей собственной власть, 17 февраля 1894 г.
  • 1895: патент на дизельное топливо выдан в США 16 июля 1895 года.
  • 1898: с помощью Дизеля, первый коммерческий двигатель построен в завод в Сент-Луисе, штат Миссури, США, Адольф Буш (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
  • 1899: На дизельном заводе в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый
  • 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных кораблей, начинает работу над каналом Марн-Рейн во Франции.
  • 1912: MS Selandia, первый океанский дизельный корабль, совершает свой первый рейс.
  • 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, по-видимому, падая за борт с корабля Дрезден во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или совершил самоубийство, но ничего не происходит доказана.
  • 1931: Clessie Cummins, основатель Cummins Engine Co., строящий один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирующий его эффективность, перевозя его из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
  • 1931: Caterpillar совершил революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, первый дизельный гусеничный трактор на базе популярного Caterpillar Sixty.
  • 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и это 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 мощный дизель-электрический локомотив EMD FT и отправляет первый (номер 103) в путешествие на протяжении года, чтобы продемонстрировать свою ценность.Несомненно, это доказывает превосходство дизельного двигателя.
  • 1970-е годы: глобальный топливный кризис вызывает новый интерес к использованию небольших, эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
  • 1987: Всемирно известный корабль Королевы Елизаветы 2 (QE2) оснащен девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делает его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
  • 2000: Peugeot представляет первый в мире фильтр частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, утверждая, что выброс сажи на 99 процентов ниже.
  • 2015: Volkswagen погрузился в огромный глобальный скандал после систематического обмана на тестах на выбросы дизельного двигателя. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за многие годы.
  • 2017: Volvo становится первым крупным производителем автомобилей, который отказался от бензиновых и дизельных двигателей, объявив, что все новые автомобили будут гибридами или полностью электрическими с 2019 года.
,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.