Цены снижены! Бесплатная доставка контурной маркировки по всей России

Как работает дизельный двигатель видео: Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы

Содержание

Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы

Все больше появляется автомобилей, у которых характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора. Разберем устройство, принцип работы и особенности дизельных двигателей.

Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность, высокий крутящий момент и более дешевое топливо, делают его предпочтительным вариантом. Дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности, сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.


КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового мотора). Именно этим объясняется большой вес и габариты дизельного двигателя в сравнении с бензиновым.

Принципиально отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800

оС, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Экологические характеристики тоже лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ заметно меньше, чем у бензиновых моторов.

К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность и трудности холодного пуска. У современных дизелей эти проблемы не являются столь очевидными.


ТИПЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называю дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями процесса сгорания, а также повышенным шумом и вибрацией.

Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить его экономичность, снизить шум и вибрацию. 

Наиболее распространенным является другой тип дизеля — 

с раздельной камерой сгорания. Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Вихрекамерные двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).


УСТРОЙСТВО ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Важнейшей системой дизеля является система топливоподачи.

 Ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами топливной системы дизеля являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.


ТНВД — топливный насос высокого давления.

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера. 

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД распределительного типа.

ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение на легковых дизелях. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время эти насосы предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.


Форсунки дизеля.
Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в очень тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.


Топливные фильтры дизеля.

Топливный фильтр, несмотря на его простоту, является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. 

Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.


КАК ПРОИСХОДИТ ЗАПУСК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ?

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900оС, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа. 

Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.


ТУРБОНАДДУВ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы».

Турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя и не превышает обычно 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Подробнее в статье: что такое турбокомпрессор.


СИСТЕМА COMMON-RAIL ДЛЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора. 

Принцип работы дизельного двигателя — фото и видео процесса

Дизельным двигателям удалось пройти длительный и успешный путь развития от неэффективных и загрязняющих экологию агрегатов начала двадцатого века, до супер экономных и абсолютно беззвучных, которые сегодня устанавливаются на добрую половину всех выпускаемых автомобилей. Но, несмотря на такие удачные модификации, общий принцип их действия, отличающий дизельные моторы от бензиновых, остался все тем же. Постараемся рассмотреть данную тему подробнее.

В чем основные отличия дизельных двигателей от бензиновых?

Уже видно из самого названия, что дизельные двигатели работают не на бензине, а на дизельном топливе, которое также называют соляркой, ДТ или просто дизелем. Вникать во все подробности химических процессов перегонки нефти мы не будем, скажем только, что и бензин и дизель производят из нефти. Во время перегонки нефть делится на различные фракции:

  • газообразные – пропан, бутан, метан;
  • нарты (короткие цепочки углеводов) – используются для производства растворителей;
  • бензин – взрывоопасная и быстро испаряющая прозрачная жидкость;
  • керосин и дизель – жидкости с желтоватым оттенком и более вязкой структурой, чем у бензина.

То есть солярка производится из более тяжелых фракций нефти, ее важнейшим показателем является воспламеняемость, определяемая цетановым числом. Также ДТ характеризуется большим содержанием серы, которое, однако, стараются всеми силами уменьшать, чтобы топливо соответствовало экологическим стандартам.

Как и бензин, дизель делится на разные виды в зависимости от температурных режимов:

  • летний;
  • зимний;
  • арктический.

Стоит также заметить, что дизельное топливо производят не только из нефти, но и из различных растительных масел – пальмового, соевого, рапсового и др., смешанных с техническим спиртом – метанолом.

Однако, заливаемое топливо – это не главное отличие. Если мы посмотрим на бензиновый и дизельный двигатели “в разрезе”, то разницы никакой визуально не заметим – те же поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик и так дальше. Но разница есть и она очень существенная.

Принцип работы дизельного двигателя

В отличие от бензиновых, в дизеле совсем по другому принципу происходит зажигание воздушно-топливной смеси. Если в бензиновых – как в карбюраторных, так и инжекторных – движках сначала происходит приготовление смеси, а затем ее воспламенение с помощью искры от свечи зажигания, то в дизеле в камеру сгорания поршня нагнетается воздух, затем воздух сжимается, разогреваясь до температур 700 градусов, и вот в этот момент в камеру попадает топливо, которое тут же взрывается и толкает поршень вниз.

Дизельные двигатели – четырехтактные. Рассмотрим каждый такт:

  1. Такт первый – поршень движется вниз, открывается впускной клапан, тем самым в камеру сгорания попадает воздух;
  2. Такт второй – поршень начинает подниматься, воздух начинает под давлением сжиматься и разогреваться, именно в этот момент через форсунку впрыскивается солярка, происходит ее возгорание;
  3. Такт третий – рабочий, происходит взрыв, поршень начинает двигаться вниз;
  4. Такт четвертый – открывается выпускной клапан и все отработанные газы выходят в выпускной коллектор или в патрубки турбины.

Конечно, все это происходит очень быстро – несколько тысяч оборотов в минуту, требуется очень слаженная работа и подгонка всех узлов – поршней, цилиндров, распределительного вала, шатунов коленвала, а самое главное датчиков – которые в секунду должны передавать на CPU сотни импульсов для мгновенной обработки и вычисления необходимых объемов воздуха и солярки.

Дизельные двигатели выдают больший коэффициент полезного действия, именно поэтому их используют на грузовых авто, комбайнах, тракторах, военной технике и так далее. ДТ более дешевое, но нужно отметить, что сам двигатель обходится дороже в эксплуатации, потому что уровень компрессии здесь почти в два раза выше, чем в бензиновом, соответственно нужны поршни особой конструкции, а все используемые узлы, детали и материалы усиленные, то есть стоят дороже.

Также очень строгие требования предъявляются к системам подачи топлива и отвода отработанных газов. Ни один дизель не сможет работать без качественного и надежного ТНВД – топливного насоса высокого давления. Он обеспечивает корректную подачу топлива на каждую форсунку. Кроме того на дизелях используются турбины – с их помощью отработанные газы используются повторно, тем самым повышая мощность двигателя.

Есть у дизеля и некоторый ряд проблем:

  • повышенный шум;
  • больше отходов – топливо более маслянистое, поэтому нужно регулярно проводить замену фильтров, следить за выхлопом;
  • проблемы со стартом, особенно холодным, используется более мощный стартер, топливо быстро густеет при понижении температуры;
  • дорого обходится ремонт, особенно топливной аппаратуры.

Одним словом – каждому свое, дизельные двигатели характеризуются большей мощностью, ассоциируются с мощными внедорожниками и грузовиками. Для простого же горожанина, который ездит на работу – с работы и по выходным выезжает за город, хватит и маломощного бензинового движка.

Видео, на котором показан весь принцип работы дизельного двигателя внутреннего сгорания

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Самый большой дизельный двигатель в мире

Сегодня дизельные двигатели используются повсеместно: на тепловозах и грузовиках, судах и тракторах, легковых автомобилях и дизельных электростанциях.

Дизельный двигатель основан на воспламенении в цилиндре распыленного топлива (воспламенение происходит от воздуха, нагретого при сжатии). Дизельный двигатель может использовать низкосортное топливо, выдает высокий вращающий момент при низких оборотах и имеет высокий КПД (40-45%), что делает его экономичнее бензиновых двигателей, где около 70% топлива сгорает, не преобразовываясь в механическую энергию.

Дизельный двигатели могут быть очень большими. Наиболее крупные размеры имеет судовые агрегаты, установленные на больших судах. Но среди этих гигантов выделяется одна модель, которая по праву занимает почетное звание самого большого дизельного двигателя в мире.

Компания Wartsila хорошо известна всем специалистам. Она специализируется на производстве судовых энергетических установок. Одна из них – RTA-96C. Это и есть линейка двигателей, поражающих воображения обывателя.

Технически RTA-96C представляет собой двухтактный турбокомпрессорный двигатель, число цилиндров может варьироваться от 6 до 14. Версия с 14 цилиндрами является крупнейшим поршневым ДВС и устанавливается на крупнотоннажные контейнеровозы. Высота этого двигателя превышает 13 метров, длина – 27 метров, вес – свыше 2,3 тыс. тонн.

Максимальная мощность, которую способен развить этот гигант, равна почти 109 тыс. лошадиных сил. Первым судном, получившим такой двигатель, стала знаменитая «Emma Maersk», которая с вместимостью 11 тыс. TEU совсем недавно была самым большим контейнеровозом в мире.

Диаметр каждого цилиндра составляет почти метр (960 мм) при ходе поршня в 2500 мм. Объем цилиндров равен 25,5 тыс. литров.

Максимальное количество оборотов традиционно небольшое – 102, но крутящий момент при этом развивается свыше 7,5 млн Нм. Удельный расход топлива составляет 3,8 л/с, в час же агрегат «съедает» 13 тыс. литров бункера при максимальной мощности.

КПД этого двигателя-гиганта является самым высоким среди всех произведенных когда-либо дизельных двигателей – более 50%.

Некоторые сравнения, чтобы оценить мощность двигателя: он может обеспечить электроэнергией небольшой город. При 102 оборотов в минуту он производит 80 млн Ватт электроэнергии. Если средняя бытовая электролампа потребляет 60 Вт, 80 миллионов Ватт вполне достаточно для 1,3 млн ламп. Если в среднестатистической квартире одновременно горит 6 осветительных ламп, двигатель будет производить достаточное количество электроэнергии, чтобы осветить 220 тыс. домовладений. Этого достаточно для обеспечения электроэнергией города с 500 тыс. населения.

Коленчатый вал

Стоимость работы двигателя

Двигатель Wartsila-Sulzer RTA96 потребляет 13 тыс. литров топлива в час. Если в барреле нефти 158,76 литра, самый большой двигатель в мире потребляется 81,1 баррелей нефти в час. Если цена на нефть составляет $67/баррель на мировых рынках нефти, то стоимость 1 часа работы двигателя с точки зрения расхода топлива будет составлять $5,4 тыс. в час.

Поршни

советы, нюансы, правила :: Autonews

Современные дизельные двигатели разбивают старые мифы о том, что топливо для них является уделом медленных и чадящих грузовиков. Даже в России, где культура использования дизеля развита не так хорошо, как в Европе, в отдельных сегментах его доля оказывается очень высокой.

По данным аналитического агентства «Автостат», за девять месяцев 2019 г. в России было продано почти 100 тыс. дизельных легковушек, что составляет более 8% парка, а в сегменте внедорожников и больших кроссоверов она превышает 50%. При этом доля дизельных машин у бренда BMW в России составляет 70,6%, а Land Rover продает 79% таких автомобилей — хороший дизель обходит бензиновые моторы даже в сегменте автомобилей для водителя.

Чем технически отличается дизельный двигатель

Если в бензиновом двигателе горючая смесь воздуха и топлива формируется во впускном коллекторе, подается в цилиндр и там воспламеняется с помощью свечи зажигания, то в дизельном смесь самовоспламеняется от сжатия после того, как впрыскивается под высоким давлением в цилиндр с уже сжатым и нагретым воздухом, мгновенно образуя горючую смесь.

В дизельном двигателе свечи зажигания не используются вовсе, а само топливо испаряется медленнее, поэтому вероятность возгорания минимальна. Благодаря использованию более жесткого и прочного блока цилиндров и элементов цилиндропоршневой группы дизельные моторы в целом долговечнее бензиновых, а сама конструкция менее требовательная к обслуживанию.

За что любят дизель

Главное преимущество дизеля — экономичность: при примерно равных мощностных характеристиках дизельный двигатель потребляет на треть меньше топлива, чем бензиновый. Даже те, кто не считает затраты на топливо, ценят большие пробеги без необходимости тратить время на заправках. Но важно при этом выбирать качественное топливо вроде «Дизель Опти» c улучшенными характеристиками от АЗС «Газпромнефть» — оно напрямую влияет на экономичность.

Дизельные моторы отличаются более высокой тяговитостью и большим крутящим моментом на низких оборотах. Это значит, что автомобиль с таким двигателем быстрее реагирует на акселератор и легко ускоряется в городском потоке, не тратя время на переключения передач. Эта легкость с лихвой компенсирует более спокойное поведение на высоких оборотах, так как 99% времени автомобиль проводит в потоке транспорта, а не на треке. Кроме того, характеристики дизеля удобнее на бездорожье, где требуется крепкая и легко контролируемая тяга.

Что с зимним пуском и прогревом машины

Проблема зимнего пуска дизельного двигателя напрямую связана со свойствами самого топлива. Если летний дизель густеет при -5 градусах и не прокачивается через фильтры и трубопроводы топливной системы, то зимний может работать и при -45 градусах. В итоге любой исправный дизельный автомобиль с сезонным топливом и качественным моторным маслом пускается так же легко, как бензиновый.

Высокая эффективность дизельных двигателей обуславливает более медленный прогрев силовой установки, поэтому считается, что зимой они не могут нормально прогреть салон машины. На самом деле, любой современный мотор, включая бензиновый, не спешит отдавать тепло, но эта проблема легко решается двумя способами. Во-первых, термостаты эффективно перераспределяют тепло двигателя, а во-вторых, почти все дизельные машины комплектуются дополнительными электрическими обогревателям салона, благодаря которым тепло начинает поступать в первые минуты после пуска.

Тем, кто любит садиться в уже теплый автомобиль, можно посоветовать систему дистанционного пуска, но лучше поставить более экологичный и экономичный предпусковой подогреватель, который работает на том же дизеле, но тратит его только на обогрев салона и прогрев охлаждающей жидкости двигателя. Такую опцию можно установить на все дизельные автомобили штатно или в специализированных мастерских.

Как правильно запускать двигатель

Для облегчения зимнего пуска дизель использует свечи накаливания — устройства, которые быстро прогревают камеру сгорания в течение нескольких секунд. После поворота ключа зажигания на панели приборов зажжется символ работы свечей (обычно спираль), который гаснет через две-пять секунд в зависимости от температуры двигателя — можно включать стартер. На автомобилях с кнопкой пуска двигателя все еще проще: после нажатия клавиши система сама выдержит нужную паузу до включения стартера.

В особенно холодных условиях можно несколько раз подряд включить свечи накаливания, поворачивая ключ зажигания, но не включая стартер, либо нажимая кнопку пуска без удержания педали тормоза (стартер в этом случае не включится). Но это уже избыточные меры для очень холодных зим, потому что современные дизели при использовании зимней солярки и правильных масел легко пускаются с первого раза после ночной стоянки даже в -30 градусов.

Каким топливом заправляться

Зимой дизель следует заправлять исключительно зимним дизтопливом, поэтому на крупных сетевых АЗС всегда тщательно соблюдают сезонность. Современные двигатели очень требовательны к качеству топлива, поэтому оно должно соответствовать всем действующим стандартам. Хорошее топливо не только обеспечивает надежный пуск, но и чистит топливную систему от нагара и отложений, заметно повышает экономичность машины и уменьшает стоимость ее содержания. Именно так работает «Дизель Опти», который реализуется на заправках сети «Газпромнефть».

Еще одним преимуществом фирменного топлива является стабильность его характеристик на любой заправки сети. Так, во время испытаний топлива «Дизель Опти» подопытный Toyota Land Cruiser 200 заправлялся в разных регионах страны при температурах от -5° до +25° и демонстрировал абсолютную стабильность характеристик динамики, расхода и легкости пуска. После 7000 км пробега топливная система была разобрана, и инженеры отметили ее идеальное состояние, а некоторые характеристики даже улучшились благодаря очищающим свойствам топлива.

Кроме того, топливо «Опти» из года в год подтверждает свое высокое качество в экстремальном ралли-марафоне «Шелковый путь», который проходит по территории России, Монголии и Китая. Сеть АЗС «Газпромнефть» заправляет автомобили организаторов и участников ралли, заодно тестируя твое топливо в жесточайших условиях песчаных пустынь, безлюдных степей и крепких утренних морозов.

Наступает ли конец дизельного двигателя?

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Многие крупные города страдают от проблем с качеством воздуха, и Лондон — не исключение

Мэры Афин, Мехико, Мадрида и Парижа пообещали к 2025 году запретить на своих улицах дизельные автомобили и грузовики.

Вместо этого они обещали поощрять использование альтернативных транспортных средств — электромобилей, гибридных и водородных автомобилей.

Все четыре города страдают от проблем с качеством воздуха. Их мэры ссылаются на опыт Токио, где уже запрещено движение дизельных автомобилей.

Автопроизводители опасаются, что более широкий запрет машин с дизельными двигателями — лишь дело времени.

Действительно ли дизельные двигатели, выбрасывающие в атмосферу большое количество двуокиси азота и других вредных для здоровья веществ, обречены на вымирание?

Ведущий программы «Пятый этаж» Александр Баранов беседует с автомобильным экспертом Вячеславом Субботиным.

Автор фото, Not Specified

Александр Баранов: Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня с нами на «Пятом этаже« Вячеслав Субботин, автомобильный эксперт и автогонщик, пилот команды «Газ Рейд Спорт«. Вячеслав, здравствуйте!

Вячеслав Субботин: Добрый вечер!

А.Б.: Мы рады приветствовать вас здесь у нас в гостях в нашей программе. Четыре города на конференции в Мексике пообещали к 2025 году запретить полностью дизельные машины. Ссылаются, кстати, на опыт Токио, куда уже на дизеле не въедешь. Как вы считаете: насколько это решение важно для судьбы дизельных двигателей в принципе, действительно ли дизельный двигатель обречен, умрет ли он быстро или еще помучается какое-то время? Как вы считаете?

В.С.: С одной стороны, я считаю, что это конъюнктурное предложение. Это все входит в схему дизель-гейта, который возник с группы «Фольксваген», и борьбы с ним на этом фоне. Почему это носит такой характер предвзятый? У дизельного двигателя на самом деле КПД выше, чем у двигателя внутреннего сгорания на бензине.

Мало того, солярка обладает большей теплотворной способностью, из нее можно получить больше энергии. Не смотрите на то, что дизели более дорогие, в обслуживании более дорогие. На самом деле, они приблизились по конструкции, по обслуживанию, по сложности к обычным бензиновым моторам.

Но самое главное — они эффективнее. Другое дело, что много старых дизельных автомобилей. Скажем, Париж просто задыхается, особенно зимой: никуда этот выхлоп не рассеивается.

А.Б.: Старые автомобили — это другой вопрос. В Париже, насколько я знаю, запретили автомобили старше 1997 года выпуска. Здесь, в Лондоне, тоже вовсю идут разговоры. Новый мэр говорил о том, что он хотел бы ввести дополнительный налог на автомобили, которые старше 10 лет. В этом смысле нас тоже обкладывают.

То, что касается дизельного двигателя: ирония в том, что еще недавно его всячески пропагандировали как более чистый. Количество машин с дизельным двигателем в Англии, например, возросло стремительно. Где-то в 2011 или 2012 году их стало продаваться больше, чем бензиновых — и тут вдруг все повернулось.

Объясняют это тем, что те выхлопы, которые производят дизельные двигатели — окись азота, формальдегиды, какие-то частицы — сажа, короче говоря, вылетает — все это очень вредно для здоровья. Вреднее, чем то, что выбрасывает бензиновый двигатель. Это же, наверное, должно беспокоить действительно, если это так?

В.С.: Разумеется, это беспокоит, но здесь беспокоит только один параметр — это выброс сажи. Весь остальной букет присутствует в равной степени и в автомобилях с бензиновым двигателем — в равной степени, а, может быть, даже еще и большей. Поэтому здесь только сажа.

Для этого есть специальные системы: сажевые фильтры, системы нейтрализации газов. Все это есть и отрабатывается. Рециркуляция отработавших газов, дожиг отработавших газов, то есть масса всего придумана. Вопрос в том, что это должно работать.

Дизельный двигатель, как ни крути, эффективнее. Почему он так популярен? Потому что он меньше топлива расходует на 100 километров пробега при той же, равной работе.

А.Б.: Да, но сейчас бензиновые двигатели стали намного более эффективными, в принципе, они уже приближаются к дизелю. Конечно, еще отстают, но разница не настолько большая. Многое еще зависит от цены дизельного топлива.

Скажем, если в Германии дизельное топливо намного дешевле, чем бензин, то здесь, в Англии, дизельное топливо подороже, чем бензин. Если посмотреть на экономию: еще надо учесть, что дизельный двигатель более сложный, более тяжелый и так далее, поэтому цена дизельной машины на несколько тысяч дороже.

Если вы мало ездите — а обычная семья, в общем-то, мало ездит по городу — то дизельный двигатель оказывается не настолько экономичным. Тут еще и вредный, еще говорят, что рак можно заработать от всех этих вредных выбросов.

В.С.: Рак можно заработать, побывав, скажем, в Австралии или в Новой Зеландии. Под озоновой дырой побыл — ну и все, привет, как говорится: получил излучение. Таких мест, где можно получить рак, на самом деле полно.

Дизельный двигатель на самом деле гораздо эффективнее, а то, что сейчас говорят, что он сложнее, что он тяжелее — глупости все. На самом деле он по конструкции стал очень технологичным. Дизельный двигатель среди двигателей внутреннего сгорания — это явное преимущество.

Никогда бензиновый двигатель не подойдет по своим характеристикам к дизельному, во всяком случае, по своей эффективности. Не сможет. Теплотворная способность бензина всегда меньше. Это точно так же, как теплотворная способность газа всегда меньше, чем у бензина.

Если сжечь один килограмм бензина, то мы получим гораздо меньше энергии, чем если мы сожжем один килограмм солярки.

А.Б.: Да, может быть. В таком случае виноваты сами автопроизводители. Говорят, что бензиновые двигатели стали намного меньше выбрасывать СО2, а ведь СО2 — это главный показатель был все последние годы.

Борьба с озоновыми дырами, глобальное потепление и так далее — на СО2 обращали внимание в первую очередь, вообще только на СО2 обращали внимание. Тем временем бензиновые двигатели стали чище, а дизельные двигатели чище не стали, хотя они стали более технологичными. Как вы сами рассказываете, они стали лучше.

Более того, с дизельными двигателями еще такая «петрушка«: очень часто можно услышать совет — если у вас дизельный двигатель, первым делом надо отвинтить у него фильтр, тогда он будет еще более эффективный, еще дешевле. И вот ездит масса дизельных машин без фильтров.

В.С.: А знаете, сколько ездит бензиновых автомобилей с пробитым катализатором, катколлектором? Плохое топливо залили или просто свечи не вовремя поменяли, он оплавляется, осыпается, забивается — и все. Когда глушитель забит, то мотор не работает.

Что в этом случае делают во всех странах? Берут лом, снимают эту штуку и пробивают ломом, потом перепрошивают программу. Таких автомобилей ездит по любой стране, даже моторизованной, просто огромная масса. Это известный прием, об этом знает любой сервисмен и даже гаражник, как это сделать.

Современный дизельный двигатель сегодня гораздо эффективнее по конструкции, потому что он выбрасывает эффективнее, чем бензиновый, тут даже доказывать нечего. Вопрос только в старых автомобилях.

А.Б.: Еще говорят о том, что на самом деле есть новые технологии, которые позволят сделать дизельный двигатель намного более чистым, практически чистым, но автопроизводители не хотят это делать, потому что это будет стоить примерно 220 фунтов лишних на одну машину, специалисты даже посчитали. Вы можете что-то сказать по этому поводу? Действительно, может быть, в этом автопроизводители сами виноваты?

В.С.: Не то что виноваты. Производители — это бизнесмены. Прежде всего их душу греет рубль или доллар, фунт, — все, что угодно. Им интересно продавать то, с чего они получают наибольшую прибыль. Наибольшую прибыль они получают, скажем, с бензинового мотора: массовый автомобиль, дешевый, дешевле гораздо производить — и пошел в серию.

Их, думаете, так беспокоит безопасность окружающей среды? Их беспокоит закон, который заставляет их, вынуждает это делать. Поэтому делают бензиновые двигатели и не стараются делать, скажем, на солярке. Потом все прекрасно понимают, что будущее все-таки за электромобилями, поэтому сюда направляют наибольшие усилия.

А.Б.: Мне тоже кажется, что это отдельное решение. Может быть, оно, как вы говорите, какое-то конъюнктурное, вызвано чем-то, может быть, не вызвано, не знаю.

Дело даже не в этом, а дело в том, что это решение Афин, Мехико, Мадрида и Парижа очень вписывается в общий тренд, который сейчас просто набирает обороты — тренд на отказ от традиционных моторов, двигателей как дизельного, так и бензинового.

Вопрос в том, я думаю, что автомобилисты гадают сейчас: как быстро это все произойдет? Как много времени нужно, чтобы электрические машины заняли рынок и стали распространенными, чтобы их действительно можно было бы покупать без каких-то долгих размышлений: а где мы будем их заряжать и так далее? Как вы думаете, как быстро это может произойти?

В.С.: Электромобили наступают и наступают лавинообразно. Даже в странах с холодным климатом они есть, а в странах с теплым климатом, где вообще не видели снега, это само собой.

Понятное дело, что в ближайшие несколько лет — я не знаю, может быть, три года, пять лет — они будут занимать в городе существенную долю, просто огромную долю. К этому будет подвигать не только экономическая сторона.

Электромобиль легче обслуживать, он дешевле, там только батарейки дорогие на сегодняшний день. Батарейки можно брать в аренду. Есть такая форма: пошел, взял в аренду, откатал несколько лет, сдал эти батарейки, их утилизируют, поменяют на новые.

Самое главное — КПД электромобиля гораздо выше, чем машины с бензиновым или дизельным двигателем, с двигателем внутреннего сгорания, потому что энергию производят на стационарных станциях или вообще производят, как говорится, бесплатно — от солнца, от воды, от прилива, от чего угодно.

А.Б.: Я думаю, что если мы перейдем на электромобили, то одними солнцем и водой тут не обойтись. На самом деле это огромное количество электроэнергии, которое надо будет производить. На мой взгляд, когда говорят об экологии, о том, что будет воздух более чистый, это некоторое лукавство.

Что происходит с электромобилями? Очищается воздух там, где они ездят, то есть в городе, и начинает загрязняться где-то в пригороде, где стоят электростанции, которые производят это электричество. Грязный воздух перемещается из города в деревню — так получается с электромобилями?

В.С.: Так говорят те, кто не учил в шестом или в седьмом классе физику. На самом деле стационарные станции, вырабатывающие электроэнергию, гораздо эффективнее, чем двигатели внутреннего сгорания.

Самое главное — коэффициент полезного действия от того же газа, если это тепловая электростанция, которая работает на газе. Они из этого топлива получают чуть ли не 60% — это на самой плохой станции, а так — все 80%. Мало того, 20% улетучивается просто в тепло.

Высокий КПД — это первое. Второе: там система фильтров совсем другая, там фильтрация другая. Наконец, это стабильный режим, а двигатель внутреннего сгорания работает в режиме частичных нагрузок — все время не прогретый, перегретый или сломанный. Его даже контролировать невозможно.

Наконец, третье: станцию можно контролировать, а как автомобиль контролировать? Никак. Потом мы все говорим: «Ограничения по выхлопу, скажем, СО2 — углекислого газа. Есть ограничения: чтобы не больше чем на 100 тысяч километров».

А кто-нибудь замеры делал, когда машина пробежала 100 тысяч километров, 150? Я вас заверю: эти нормы уже там не соблюдаются, нет этих норм. А на электростанции как 10 лет назад производили с определенными выбросами, небольшими, так и дальше будут производить с небольшими выбросами. Вопрос контроля.

А.Б.: Это интересно. Есть еще другая проблема, которая не связана напрямую с экологией, но связана с тем, что электромобили пожирают большое количество электричества. Уже сейчас с этой проблемой столкнулись в Калифорнии.

Я ездил туда, и мне рассказывали люди — «из первых рук«, что называется: в продвинутой Калифорнии есть уже небольшие улицы в достаточно богатых предместьях, где двадцать домов и пять-шесть электромобилей, которые ночью заряжаются. Электрические сети просто падают, абсолютно не выдерживают этой нагрузки.

Для этого нужно абсолютно все менять — всю систему электроснабжения. Это тоже огромные деньги. Нынешние электросети в Англии точно, я думаю, что и в России тоже, просто не готовы к электромобилям.

В.С.: На самом деле это тоже не так. Все электросети готовы. Электромобили в основном заряжаются ночью. Днем они ездят. Днем кто заряжает? Никто. К офису приехал, у кого есть, воткнул вилку в розетку, заряжаешься. Заряжаются ночью, тогда, когда мощности простаивают — в этом вся «фишка».

Энергетикам это очень выгодно. Электроэнергию нельзя в бак залить, или еще куда-то, чтобы ее накопить. Ее можно произвести и прямо сейчас реализовать. Электромобили — это спасение для энергетиков, и они сами об этом говорят. То, что не выдерживают сети — сделайте, ребята, так, чтобы выдерживали. Медные провода нужно делать.

А.Б.: Сейчас дело даже не в проводах. Сейчас появляются компании в той же Калифорнии, которые занимаются «умным« распределением электроэнергии между различными источниками.

Действительно, очень часто так бывает, что электростанцию не закрыть, она работает вхолостую, это электричество не используется — ничего хорошего в этом нет. Эта система распределения электричества становится более компьютеризированной, более «умной« и помогает как-то с этой проблемой справиться.

На самом деле даже ночью — вы говорите, что ночью — все зависит от количества машин. Как только машин появится много, ночью не будут справляться с зарядкой. Это еще для наших автолюбителей далекое будущее, до него еще надо дожить и доехать. А сейчас вы б сами покупали машину, купили бы дизель?

В.С.: У меня есть дизельный автомобиль, я на нем успешно езжу, правда, я езжу на нем успешно на дальние расстояния. У меня автобус, и я на нем путешествую. По городу я перемещаюсь на маленьком автомобиле с бензиновым двигателем. Просто его проще завести, он быстрее прогреется.

Это действительно так, потому что дизельный двигатель прогревается слабо. Он работает фактически, если на холостых оборотах, на минимальных, то он работает исключительно на воздухе. Поэтому да, есть определенные трудности. Скажем, в России, да и в любой моторизованной стране переход с солярки летней на зимнюю очень для автолюбителей неважный, потому что может замерзнуть солярка. Ударил мороз, солярка замерзла — все, привет, машина встала.

А.Б.: В любом случае, мне кажется, что если человек сегодня купит дизель, если у него срок 10 лет, допустим, хотя он дольше может ездить, то в любом случае, наверное, это уже будет последний дизель нашего автолюбителя, и следующая машина наверняка будет электрическая, наверное, да? Как вы думаете?

В.С.: Я предполагаю, что дизельные двигатели будут еще долго и долго производиться и будут совершенствоваться, потому что это не только легковые автомобили, это еще и коммерческий транспорт. Это очень важно. Коммерческому транспорту выгодно ездить на солярке. Она действительно экономит, много экономит, а электромобили — да, придут. Для людей, живущих в мегаполисах, особенно в центре, особенно там, где есть ограничения, это очень выгодно, очень выгодно.

А.Б.: Хорошо, спасибо огромное, Вячеслав. Было очень интересно узнать и стало немножко яснее, какую же машину покупать.

________________________________________________________

Загрузить подкаст передачи «Пятый этаж» можно здесь.

Когда дизель работает слишком громко

Качество дизельного топлива на российских заправках оставляет желать лучшего. Особенно на частных мелкосетевых заправках у трассы где-нибудь в глубинке. Если у вас машина с дизельным мотором, запомните термин «цетановое число». Это один из главных показателей качества солярки. Если цетановое число равно 50 или больше, значит, с топливом все в порядке. Если менее 48 – заправляться такой соляркой не стоит.

Вот только специальной лаборатории и приборов для измерения цетанового числа у вас в дороге нет.

Зато последствия заправки некачественным топливом вы точно почувствуете. Звук работы мотора и отклик машины на газ изменятся, станут грубее и жестче. Кроме того, вырастет расход топлива. Иногда может поменяться цвет и запах выхлопа. Когда за окном минус, машина может вообще не завестись.

Но это цветочки. Главное происходит внутри мотора. В современных дизельных двигателях с системой Common Rail или с насос-форсунками за один такт происходит до 5 впрысков топлива. Так сделано для того, чтобы топливо равномернее и полнее сгорало и чтобы получить больше отдачи от сгорания. При нормальном качестве топлива воспламеняется первая же его порция, поданная в цилиндр. Далее все последующие порции воспламеняются и сгорают в положенное им время. Таким образом, все попавшее в цилиндр топливо полностью сгорает, и выделившаяся энергия относительно плавно передается поршню. Топливо с низким цетановым числом самовоспламеняется позже, чем нужно (например, при впрыске только третьей порции), и поэтому в цилиндре одновременно воспламеняется большее количество топлива, чем рассчитано. Одномоментно выделяется большое количество энергии, которая не может быть переработана в механическую энергию движения поршня. Происходит так называемое жесткое сгорание. Такой эффект равнозначен детонации в бензиновом двигателе и тоже приводит к ускоренному износу и разрушению деталей цилиндропоршневой группы.

Также, поскольку топливо не сгорает полностью, образуется большое количество сажи, что резко сокращает срок службы моторного масла и приводит к дополнительному засорению катализатора и сажевого фильтра.

Самый лучший совет – не заправляться на сомнительных заправках. Но что делать, если выбора в дальней поездке нет и вы почувствовали, что двигатель работает жестко и хуже «тянет»? На этот случай есть специальный препарат – «Цетан-корректор» от американского бренда Hi-Gear. Его лучше всегда возить с собой. Он повышает цетановое число дизельного топлива, устраняет жесткое сгорание и избавляет от последствий заправки некачественным топливом.

Когда пробег вашего авто перевалит за 150 тысяч километров, выбирайте «Цетан-корректор с кондиционером металла SMT2» Hi-Gear. За счет содержания кондиционера металла SMT2, помимо увеличения цетанового числа, он снижает трение и тем самым продлевает срок службы топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы. А «Очиститель-антинагар и тюнинг для дизеля» Hi-Gear дополнительно убирает нагар из камеры сгорания и загрязнения с форсунок, возвращая мотору динамику, как у нового.

Подытожив, дадим такой совет: собираетесь в путешествие или рабочую поездку на дизельном автомобиле, положите в багажник «Цетан-корректор» Hi-Gear. Может быть, он и не пригодится на этот раз, но спокойствие в дороге важнее!

Шокирующие последствия работы дизельного двигателя на полном газу в течение восьми минут

Если вы никогда не видели и не слышали о реальных опасностях работы дизельного двигателя «вразнос», то вам несомненно повезло. Отчасти для того, чтобы рассказать вам об этом, но больше для создания «вирусного видео», один бесшабашный YouTube-блогер специально загнал дизельный двигатель в эти экстремальные условия.

Для этого эксперимента был взят старенький седельный тягач GMC 70-х годов с двигателем Detroit Diesel 8V71. Грузовик специально был обездвижен путем снятия переднего моста с колесами. Двигатель заставили работать на максимальном газу в течение 8 минут на 4500 оборотах в минуту.

В результате после нескольких огненных шаров и черного дыма двигатель эффектно разорвало, и он стал готов к необходимой при любой подобной экспертизе дефектоскопии. На втором видео этот процесс заснят очень подробно.

После снятия головки стало ясно видно, что несколько клапанов и один поршень вышли из строя. Цилиндры были покрыты царапинами, и похоже, что в одном из них даже произошло плавление после того, как поршень вышел из строя.

Удивительно, но коленчатый вал не выглядел изношенным, а семь из восьми поршней были в порядке. Шатун вышедшего из строя поршня был значительно деформирован, а сам поршень полностью разрушен. Его части были найдены внутри двигателя рядом с поддоном картера.

Несмотря на то, что это специально созданный экстремальный сценарий, реальные дизельные двигатели могут столкнуться с подобным «разносом» и на дороге. Особенно старые моторы с изношенными уплотнителями турбонагнетателя могут пропустить масло в камеру сгорания, которое может воспламениться.

В данном случае самый надежный способ предотвратить непредсказуемый «разнос» двигателя — это лишить его топлива или воздуха, чтобы остановить процесс сгорания топливной смеси.

Но если все же этот опасный процесс произошел, то необходимо держаться от автомобиля подальше, чтобы какой-нибудь осколок при разрыве не повредил вас словно настоящая пуля, и чтобы огни пламени серьезно не обожгли вас.

Подпишись на наш Telegram-канал

Как работают дизельные двигатели?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 июля 2020 г.

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такое случается каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромная, тяжелая нагрузка систематически поднимается против подавляющей силы гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) — и вы можете согласиться то, что вы видите, весьма 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 вырабатывают больше мощности, более эффективно, работая несколько иначе. Возьмем пристальный взгляд!

На фото: Дизельные двигатели (как в этом локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и отполированный до блеска!) British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, названный Royal Scots Grey, датируемый 1960 годом.Вот фотография Дизельный двигатель Napier Deltic, которым он питается.

Что такое дизельный двигатель?

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

Подобно бензиновому двигателю, дизельный двигатель является двигателем внутреннего сгорания. двигатель. Горение — это другое слово для обозначения горения и внутреннего означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сжигается внутри основной части двигателя (цилиндров) где производится энергия.Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром локомотивы. В паровой машине на одном конце бойлер, который нагревает воду для получения пара. Пар стекает долго трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает поршень вперед и назад для перемещения колес. Это внешний горение, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно на расстоянии 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих баллонов.Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно исходить откуда производится в цилиндр: все происходит в одном и том же 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 за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает) смесь, делающая его взрывоопасным, и небольшую электрическую искру от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться, генерирующая мощность, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал 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 попроще.Во-первых, воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо сильнее, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжат примерно до одной десятой от первоначального объема. Но в дизеле В двигателе воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали ее накачку. Чем дольше вы его использовали, тем горячее в ваших руках. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в 14-25 раз меньшее пространство, чем обычно занимает.Так много тепла, что воздух действительно горячий — обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда очень сильно горячее. Как только воздух сжимается, топливный туман распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает как сложный аэрозоль может. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух такой горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры затыкать.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий мощность, которая приводит в движение транспортное средство или машину на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и процесс повторяется — сотни или тысячи раз минута!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Дизельные двигатели вдвое эффективнее бензиновых — около 40–45 процентов. в лучшем случае эффективен.[2] Проще говоря, это означает, что при том же количестве топлива вы можете пройти гораздо дальше. (или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин для это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория того, как работают тепловые двигатели, известное как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит от от высоких и низких температур, между которыми он работает. Дизельный двигатель, работающий через большую разницу температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая низкая температура) более эффективна.Во-вторых, отсутствие системы зажигания свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может с легкостью сжимать воздух намного сильнее, а также это делает топливо более горячим и полным, высвобождая больше энергии. Есть еще одна экономия на эффективности тоже. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам понадобится 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 более низкой мощности. Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он состоит, имеют больше энергии, запирая их атомы вместе (другими словами, дизель имеет более высокую удельную энергию, чем бензин).Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, так что дизельный двигатель, естественно, будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совершенно разные. Вы это узнаете, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель — это низкосортный, менее очищенный нефтепродукт, полученный из более тяжелых углеводороды (молекулы, построенные из большего количества углерода и водорода атомов).Сырые дизельные двигатели без сложной системы впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе — отсюда популярность биодизеля (вид биотоплива, производимого, среди прочего, вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои первые двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель окажет людям услугу, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованная источники энергии. [3] Если бы он только знал!

Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара Защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine), чтобы сделать биодизельное топливо для своего фургона (прикрепленного к передней части), используя отработанное кулинарное масло, выбрасываемое ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющих 0,80 доллара 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, которые широко используются сегодня. можно найти во всем: от поездов и кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, эффективнее и экономичнее. К тому же они безопаснее, потому что дизельного топлива 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 большие напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Поэтому дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему, надолго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели обычно более надежны 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 любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Загрязнение одно из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, в том числе оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и частицы сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья.Теоретически дизели более экономичны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике есть некоторые споры о том, правда ли это. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно лучше выходят. Другое недавнее исследование показывает, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль соответствует нормам выбросов EURO 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого автомобиля с бензиновым двигателем. [4] А как насчет выбросов CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбравшие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые, хотя их эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это.Даже в этом случае покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше загрязнение.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут по-прежнему использоваться в тяжелых транспортных средствах — автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все зависит от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный толчок к тому, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, 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 вытесненными и вовсе. 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, дизельное топливо может остаться. соперник в автомобилях меньшего размера на многие годы вперед, особенно если их выхлопные газы можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Изображение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он изобразил в своем патенте 1895 года.Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как его называют дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключает подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, а затем снова включает ее, 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 № 542846: Рудольф Дизель, способ и устройство для преобразования тепла в работу.

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 идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать рабочую 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: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру по холодильникам Карлу фон. Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
  • 1890: Дизель выясняет, как улучшить внутреннее сгорание двигатель, работающий при более высоких давлениях и температурах, не требующий свечи зажигания.
  • 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы не дать другим получить от них прибыль.
  • 1893: Дизель создает огромный стационарный двигатель, который работает целую минуту самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 года.
  • 1895: Патент на двигатель Дизеля получен в США 16 июля 1895 г.
  • 1898: С помощью Дизеля первый коммерческий двигатель построен в фабрика в Сент-Луисе, штат Миссури, США, автор — Адольфус Буш (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
  • 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает передавать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
  • 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марн-Рейн во Франции.
  • 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
  • 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав 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., построил один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и продемонстрировал его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
  • 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, основанный на популярной модели Caterpillar Sixty.
  • 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и 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 (номер 103) в годичное плавание, чтобы продемонстрировать его достоинства.Несомненно, доказывая превосходство дизельного топлива, это звучит как похоронный звон для паровозов.
  • 1970-е: Мировой топливный кризис пробудил возобновление интереса к использованию небольших эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
  • 1987: всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) переоборудованный девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что сделало его самым мощным торговым судном с дизельными двигателями того времени.
  • 2000: Peugeot представляет первые в мире фильтры для твердых частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, заявив, что выбросы сажи сокращаются на 99 процентов.
  • 2015: Volkswagen погрузился в огромный мировой скандал из-за систематического мошенничества при испытаниях дизельных двигателей на выбросы выхлопных газов. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
  • 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей, объявляя об этом все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими с 2019 года.

Как работают дизельные двигатели | HowStuffWorks

Одна из самых популярных статей HowStuffWorks — «Как работают автомобильные двигатели», в которой объясняются основные принципы внутреннего сгорания, обсуждается четырехтактный цикл и рассказывается обо всех подсистемах, которые помогают двигателю вашего автомобиля выполнять свою работу.В течение долгого времени после того, как мы опубликовали эту статью, одним из наиболее частых вопросов (и одним из наиболее частых предложений, внесенных в ящик для предложений) был: «В чем разница между бензиновым и дизельным двигателями?».

История Diesel фактически начинается с изобретения бензинового двигателя . Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель к 1876 году. В этом изобретении использовался принцип четырехтактного сгорания, также известный как «цикл Отто», и это основная предпосылка для большинства автомобильных двигателей сегодня.На начальном этапе бензиновый двигатель был не очень эффективным, и другие основные способы транспортировки, такие как паровой двигатель , также не справлялись. Только около 10 процентов топлива, используемого в этих типах двигателей, действительно приводило в движение транспортное средство. Остальное топливо просто произвело бесполезное тепло.

В 1878 году Рудольф Дизель посещал среднюю политехническую школу Германии (эквивалент инженерного колледжа), когда узнал о низкой эффективности бензиновых и паровых двигателей.Эта тревожная информация вдохновила его на создание двигателя с более высоким КПД, и он посвятил большую часть своего времени разработке «двигателя внутреннего сгорания». К 1892 году Дизель получил патент на то, что мы теперь называем дизельным двигателем.

Если дизельные двигатели настолько эффективны, почему бы нам не использовать их чаще? Вы можете увидеть слова «дизельный двигатель» и подумать о больших, здоровенных грузовых автомобилях, извергающих черный дымный дым и создающих громкий грохочущий звук. Этот негативный образ дизельных грузовиков и двигателей сделал дизельное топливо менее привлекательным для случайных водителей в Соединенных Штатах — хотя дизельное топливо отлично подходит для перевозки крупных грузов на большие расстояния, оно не было лучшим выбором для повседневных пассажиров.Однако это начинает меняться, поскольку люди улучшают дизельный двигатель, чтобы сделать его чище и менее шумным.

Если вы еще этого не сделали, вы, вероятно, сначала захотите прочитать «Как работают автомобильные двигатели», чтобы получить представление об основах внутреннего сгорания. Но поспешите назад — в этой статье мы раскрываем секреты дизельного двигателя и узнаем о некоторых новых достижениях.

дизельный двигатель — Студенты | Britannica Kids

Введение

Британская энциклопедия, Inc.

Из всех двигателей внутреннего сгорания дизельный двигатель является наиболее эффективным, то есть он может извлекать наибольшее количество механической энергии из заданного количества топлива. Такой высокий уровень производительности достигается за счет сжатия воздуха до высокого давления перед впрыском очень маленьких капель топлива в камеру сгорания. Высокие температуры, возникающие при сильном сжатии воздуха в дизельном двигателе, вызывают горение топлива без свечи зажигания, необходимой в бензиновом двигателе. Очень большие дизельные двигатели, которые используются для стационарного производства энергии и для питания лодок и кораблей, могут быть вдвое эффективнее обычного автомобильного бензинового двигателя.Однако из-за высокого давления, создаваемого внутри дизельных двигателей, необходимы тяжелые двигатели с толстыми стенками цилиндров. Большой вес и необходимость тщательного обслуживания системы впрыска топлива сделали дизельный двигатель наиболее полезным для грузовиков, автобусов, малых и средних судов и буксиров, передвижных промышленных энергетических систем и дизель-электрических железнодорожных локомотивов. Его вес делает дизельный двигатель непригодным для использования в самолетах, и он нашел лишь ограниченное применение в легковых автомобилях.

Как работает дизельный двигатель

В дизельных двигателях используется обычное расположение цилиндров и поршней.Цилиндры могут быть расположены вертикально в линию, двумя рядами, образующими V, или с цилиндрами, расходящимися из центра, как спицы в колесе. (См. Также Двигатель внутреннего сгорания; Автомобиль, «Силовая установка».)

В широко используемом четырехтактном двигателе поршень втягивает воздух в цилиндр во время первого хода. Во время второго хода воздух сжимается в цилиндре примерно до одной пятнадцатой своего первоначального объема. Инженеры называют это степенью сжатия 15: 1 или 15: 1. В конце сжатия давление воздуха более чем в 40 раз превышает атмосферное давление, а температура воздуха превышает 1000 ° F (540 ° C).В этот момент заранее определенное количество мелкодисперсного топлива или топлива в форме очень маленьких капель впрыскивается в цилиндр через топливный насос. Очень высокая температура воздуха в цилиндре приводит к очень быстрому сгоранию топлива без использования свечи зажигания. Высокотемпературный сгоревший газ толкает поршень к нижней части цилиндра, передавая мощность на коленчатый вал во время третьего хода. Во время четвертого такта выхлопные газы под низким давлением проталкиваются через выхлопное отверстие.Таким образом, только один ход из четырех обеспечивает мощность.

В двухтактных двигателях, которые обычно меньше четырехтактных дизельных двигателей, воздух поступает непосредственно перед началом сжатия, а сгоревшие газы выпускаются ближе к концу рабочего такта. Таким образом, двухтактный двигатель развивает мощность один раз за каждый второй ход. Двухтактный двигатель обычно менее эффективен, чем четырехтактный двигатель, но может развивать большую мощность для данного размера двигателя и скорости. Двухтактные двигатели используются там, где необходимы небольшие одно- или двухцилиндровые двигатели и где прерывистое действие четырехтактного двигателя потребует слишком большого маховика, чтобы двигатель работал почти с постоянной скоростью.

Сердце дизельного двигателя — это система впрыска топлива. У каждого цилиндра есть отдельный топливный насос, который может создавать давление, превышающее тысячу фунтов на квадратный дюйм (70 килограммов на квадратный сантиметр), чтобы нагнетать отмеренное количество масла через очень маленькие отверстия форсунки в цилиндр. Высокое давление в сочетании с небольшими отверстиями вызывает распыление топлива. Количество топлива, впрыскиваемого при каждом такте, должно изменяться, чтобы соответствовать требованиям к мощности, предъявляемым к двигателю.Для дизельных двигателей могут использоваться различные типы масел. Наиболее часто используемое масло, обычно называемое дизельным топливом, аналогично тому, которое используется в системах отопления дома.

Высокое давление, развивающееся при сжатии, требует больших пусковых двигателей для автомобильных дизелей. Большие, неавтомобильные дизельные двигатели обычно запускаются сжатым воздухом от вспомогательного компрессора и резервуара для хранения воздуха. Для холодного небольшого дизельного двигателя во время запуска требуется источник тепла в цилиндре, называемый свечой накаливания, чтобы способствовать начальному сгоранию.В очень холодную погоду требуются более длительные периоды прогрева, а также необходимо следить за тем, чтобы топливо могло легко перетекать из бака в двигатель. Поэтому дизельные двигатели не рекомендуются для использования в автомобилях в очень холодном климате, если топливо не может быть предварительно подогрето. Рабочие характеристики больших дизельных двигателей могут быть улучшены путем добавления нагнетателя, который предварительно сжимает воздух перед тем, как он поступает в цилиндр, тем самым увеличивая количество воздуха и топлива, доступных для сгорания во время каждого рабочего такта.

История и применение

Дизельный двигатель был впервые разработан немецким инженером Рудольфом Дизелем, который попытался повысить эффективность парового двигателя и бензинового двигателя, изобретенного незадолго до этого (см. Дизель, Рудольф). Современный дизельный двигатель по-прежнему очень похож на тот, который описал Дизель в его первоначальном патенте 1892 года и описании 1893 года. Первый дизельный двигатель для коммерческого использования был построен в США и установлен в Санкт-Петербурге.Луи, Миссури, пивоваренной компанией в 1898 году. Конструкция двигателя была основана на двигателе, выставленном в Германии. В течение нескольких лет в эксплуатации находились тысячи дизельных двигателей.

Дизельные двигатели обычно имеют мощность от 10 до 1500 лошадиных сил. Они широко используются в автобусах и грузовиках, где важна топливная экономичность. Они приводят в движение тракторы, экскаваторы, воздушные компрессоры, насосы, подъемники и лебедки, оборудование для кондиционирования воздуха и холодильное оборудование, а также многие другие промышленные машины. Тихоходные дизельные двигатели очень надежны и используются как для производства электроэнергии, так и для морских судов.До развития атомной энергетики все подводные лодки были дизельными. Почти все железнодорожные локомотивы теперь используют дизель-электрический привод, в котором двигатель соединен с электрогенератором, который подает электроэнергию на двигатели, приводящие в движение колеса.

В последние годы в сельском хозяйстве Китая произошла революция за счет замены сельскохозяйственных тягловых животных на местные 12-сильные одноцилиндровые дизельные тракторы на опорах типа тачки.

Фред Лэндис

Как работает дизельный двигатель — Основы работы с дизельным двигателем

Фото 2/10 | дизель Основы дизельный Мотор

В начале
В 1673 году Кристиан Гюйгенс изобрел первый двигатель.Он был разработан для перекачивания воды из реки Сены в Версальский дворец короля Людовика XIV. Построенный с открытой камерой сгорания, он потреблял порох в качестве топлива. Хотя это был первый задокументированный двигатель, который был построен, он поразительно напоминал рисунок Леонардо да Винчи 1509 года, который так и не был реализован.

Немецкому Николаусу Отто приписывают создание первой успешной четырехтактной силовой установки с искровым зажиганием, которая имеет хоть какое-то сходство с сегодняшним современным двигателем.Француз Альфонс Бо де Роша создал оригинальную концепцию 14 годами ранее, в 1862 году, но ему не удалось полностью заставить ее работать. Первоначальной целью Отто было повышение эффективности французского двухтактного двигателя Lenoir без компрессии, и его источником вдохновения стало наблюдение за паром, поднимающимся из дымовой трубы. В результате его фамилия часто используется как синоним четырехтактного цикла.

Рудольф Дизель изобрел двигатель с воспламенением от сжатия в 1897 году, хотя его первая рабочая модель была выпущена в 1893 году.Вскоре после этого с помощью технологии нефтепереработки был произведен бензин, хотя и не в нынешнем виде. Бензин в основном был производным керосина, побочного продукта переработки нефти. Это считалось неприятностью, и от него избавлялись, сбрасывая на землю или в реки.

Дизель и газ
Основное различие между бензиновым и дизельным двигателем состоит в том, что первый использует искровое зажигание, а второй — воспламенение от сжатия. В частности, процесс сгорания в дизельном двигателе инициируется самовоспламенением топлива, когда оно впрыскивается в сильно сжатый заряд воздуха, температура которого достигает примерно 1400 градусов по Фаренгейту.Сгорание в дизельном двигателе также имеет тенденцию происходить при постоянном давлении, а не при постоянном объеме, как в бензиновом двигателе. Это означает, что в дизельном двигателе давление сгорания продолжает неуклонно повышаться по мере того, как поршень отступает и объем цилиндра увеличивается, тогда как в газовом двигателе процесс сгорания настолько быстр, что при его возникновении движение поршня очень мало и, таким образом, очень небольшое увеличение объема цилиндра. Расширение пламени при постоянном давлении отвечает за репутацию дизеля с экстремальным крутящим моментом наряду с плоской кривой крутящего момента.

При одинаковом рабочем объеме дизельный двигатель вырабатывает лишь около двух третей мощности бензинового двигателя. Возникает вопрос: почему выходная мощность ниже, хотя давление сгорания выше?

Поскольку горение является реакцией окисления, существует определенный вес воздуха, который полностью окисляет один грамм топлива, не оставляя лишнего кислорода. Этот вес воздуха называется стехиометрическим соотношением воздух / топливо. Бензиновый двигатель работает с топливовоздушной смесью, близкой к стехиометрической.Это связано с тем, что смесь, намного более бедная, чем стехиометрическая, трудно воспламенить в бензиновом двигателе со свечой зажигания, а чрезвычайно богатое соотношение очень неэффективно. Смесь подается в бензиновый двигатель через карбюратор или топливные форсунки в коллекторе и хорошо перемешивается и почти однородна.

В дизельном двигателе топливо впрыскивается в камеру сгорания ближе к концу такта сжатия и самовоспламеняется. Он отвечает за звук сгорания дизельного двигателя, который является музыкой для ушей каждого, кто читает этот журнал.Когда происходит смешивание топлива и воздуха, горение продолжается. Этот процесс очень неоднороден (поскольку топливо и воздух смешиваются в камере сгорания, он не такой однородный, как в газовом двигателе, в котором смесь создается до входа в головку блока цилиндров). Сажа образуется при сгорании, потому что часть топлива горит при недостаточном количестве кислорода, и сгорание топлива не завершается. По мере впрыска дополнительного топлива образуется все больше и больше сажи. Следовательно, соотношение воздух / топливо в дизельном двигателе всегда должно быть беднее стехиометрического, чтобы предотвратить чрезмерное количество дыма.По этой причине модифицированный высокопроизводительный дизельный двигатель будет дуть черным дымом, потому что он работает только для энергии и не заботится об образовании сажи. В бездымном дизельном топливе в цилиндре содержится меньше топлива, чем в цилиндре бензинового двигателя, поэтому мощность дизельного двигателя по сравнению с ним снижена.

Старые дизельные двигатели без наддува могут использовать только около 70-80 процентов топлива, используемого в бензиновых двигателях с таким же рабочим объемом, и при этом избегать образования черного дыма.

Фото 5/10 | Головка блока цилиндров двигателя DI имеет плоскую поверхность без камеры сгорания.Клапаны расположены заподлицо с головкой блока цилиндров. Наш пример взят из Ford Power Stroke объемом 7,3 л.

Непрямое и прямое впрыскивание
В дизельных двигателях коэффициент использования (способность к бездымному сгоранию) зависит от системы сгорания. Например, дизельный двигатель с системой камеры предварительного сгорания или непрямым впрыском (IDI) имеет коэффициент использования около 80 процентов. Более ранняя безнаддувная система прямого впрыска имеет значение около 70-80 процентов.Система прямого впрыска с турбонаддувом (DI) имеет значения примерно 50-70 процентов.

Процент использования дизельных двигателей малой мощности с непосредственным впрыском был значительно улучшен с последними разработками. Это результат передовой технологии камеры сгорания и электронного управления, а также необходимости ограничить выбросы выхлопных газов.

Фото 6/10 | Двигатель DI имеет полость камеры сгорания в головке поршня. Эта конструкция называется поршневой мексиканской Hat.Обратите внимание на размер отверстия под штифт. Вы не найдете ничего подобного в газовом двигателе!

Система IDI распыляет топливо в небольшую камеру предварительного сгорания, где происходит воспламенение, а затем распространяется в основную камеру сгорания. Напротив, двигатель DI не имеет предкамеры. Из-за различий в повышении давления, форме камеры сгорания и скорости горения с IDI по сравнению с DI, звук сгорания становится уникальным. Для опытного энтузиаста дизельного топлива каждая камера сгорания будет производить уникальный шум.

Интересно, что последняя версия GM Duramax имеет немного меньшую степень сжатия, чтобы ограничить шум от этого и без того чрезвычайно тихого двигателя.

Степень сжатия дизельного двигателя обычно указывает на конструкцию камеры сгорания. Из-за повышенного отношения поверхности к объему и присущего ему отрицательного воздействия на термический КПД конструкция IDI будет использовать более высокую степень статического сжатия, обычно 20: 1 или более. Напротив, дизельное топливо DI имеет меньший объем поверхности камеры сгорания, поэтому степень сжатия приблизительно от 15: 1 до 17: 1 является достаточной.Кроме того, приложение IDI будет больше зависеть от принудительной индукции для очистки выхлопных газов двигателя DI.

Почему дизель не производит лошадиных сил
Поскольку мощность любого двигателя с циклом Отто зависит от количества воздуха, который могут перекачивать поршни, для выработки мощности требуются высокие обороты. Чем выше частота вращения, тем больше мощность в лошадиных силах. Частично это связано с определением лошадиных сил как работы с течением времени.

Фото 7/10 | Легкие дизельные двигатели GM до Duramax использовали либо роторный ТНВД Stanadyne (на фото), либо Roosamaster.Пример от двигателя GM 6,5 л.

Чем быстрее двигатель выполняет свою работу, тем больше у него лошадиных сил. Дизельное топливо без наддува имеет ограниченную мощность на кубический дюйм просто потому, что скорость сгорания дизельного топлива очень низкая по сравнению с бензином. Таким образом, из-за химического состава топлива дизельный двигатель медленно набирает обороты и имеет ограниченные максимальные обороты. По этой причине дизельный двигатель благоприятно реагирует на принудительную индукцию посредством турбонаддува или наддува.

Турбонаддув дизеля
С середины 1960-х годов дизельные двигатели для тяжелых условий эксплуатации все чаще предлагались с турбонаддувом.Первоначально это было средством повышения выходной мощности в диапазоне от средних до высоких скоростей, но в последнее время, особенно на рынке легковых автомобилей, турбонаддув стал использоваться для создания экологически чистого двигателя. Турбонагнетатель увеличивает количество воздуха, подаваемого в камеру сгорания, поэтому впрыскиваемое топливо может сжигаться более эффективно. Преимущества заключаются в более низком расходе топлива для развиваемой мощности и, как следствие, в лучшем контроле за выбросами. Кроме того, двигатель будет тише, потому что турбокомпрессор снижает шум впуска и выхлопа.

Фото 8/10 | В Dodge Cummins ’94 -‘9811 / 42 использовался рядный инжекторный насос Bosch. Насос форсунки создает давление топлива, необходимое для открытия механических форсунок. Это известно как давление выталкивания.

Принудительная индукция увеличивает объемный КПД (VE) цилиндров не за счет скорости поршня, а с помощью внешнего вентилятора. VE описывает количество баллона, заполненного зарядом. Вопреки тому, что многие считают, на любом атмосферном двигателе (независимо от потребляемого топлива) отверстие цилиндра никогда не бывает полностью заполнено зарядом, который описывает смесь топлива с воздухом.Серийный бензиновый двигатель будет испытывать примерно 80 процентов VE при максимальном крутящем моменте, в то время как дизельный двигатель без наддува из-за низкой скорости поршня может испытывать только 55-60 процентов VE.

Принудительная индукция, применяемая в дизельном двигателе, компенсирует многие недостатки трудногорючего топлива. Поскольку в дизельном топливе не происходит детонации, как в бензиновом двигателе, одновременно можно использовать высокую степень сжатия и большое давление наддува с превосходными результатами.

Преимущества дизельных двигателей
При сравнении расхода топлива на мощность в час при максимальной мощности между лучшим дизельным и лучшим бензиновым двигателем, масляная горелка использует только около 70 процентов топлива, которое потребляет бензиновый двигатель. В условиях частичной нагрузки работает большинство двигателей, будь то бензиновые или дизельные, и в этом сценарии дизель будет сжигать только 60 процентов топлива, чем бензиновый двигатель.

Причина такой хорошей экономии топлива у дизельного двигателя заключается в высокой степени сжатия, необходимой для самовоспламенения.Чем выше степень сжатия, тем выше термический КПД. Бензиновый двигатель не может использовать степень сжатия, подобную дизельному, из-за неспособности топлива противостоять самовоспламенению или того, что обычно известно как детонация или гудок.

Фото 9/10 | Ford Power Stroke был первым дизельным двигателем малой грузоподъемности, в котором использовалась электронная система контроля подачи топлива. Такой же базовый инжектор используется в двигателе International DT-530. Многие энтузиасты устанавливают форсунки DT-530 на модифицированные силовые ходы, потому что они способны пропускать больше топлива.

Поскольку экономия топлива измеряется объемом топлива, дизельное топливо имеет еще одно преимущество. Дизельное топливо имеет удельный вес примерно на 10 процентов тяжелее бензина. Другими словами, один галлон дизельного топлива на 10 процентов тяжелее галлона бензина. Количество энергии в указанном весе дизельного топлива почти такое же, как у бензина, поэтому количество энергии в галлоне дизельного топлива на 10 процентов больше, чем в бензине.

Другая важная причина более высокого КПД дизельных двигателей заключается в том, что в то время как в дизельном топливе используется воздушно-топливная смесь с примерно 40-процентным избытком воздуха, бензиновый двигатель работает со стехиометрической смесью (меньше воздуха для потребляемого топлива).Более бедная дизельная смесь приводит к более высокому КПД, поскольку температура сгорания ниже при меньшем количестве топлива при подаче достаточного количества кислорода. Более низкая температура сгорания снижает тепловые потери в двигателе, а большая часть энергии топлива используется для расширения по направлению к поршню. Это пониженное тепло означает, что размер радиатора можно уменьшить (по сравнению с газовым двигателем, производящим такую ​​же мощность), а вентилятор охлаждения можно сделать меньше. Во многих дизельных системах с прямым впрыском размер радиатора можно уменьшить более чем на 35 процентов.

Недостатки дизельных двигателей
Самый большой недостаток дизельного двигателя по сравнению с бензиновым двигателем того же рабочего объема — вес. Обычно мощность дизельных двигателей в расчете на одну лошадиную силу в полтора-три раза больше, чем у бензиновых. Причина увеличения веса в том, что дизельный двигатель использует высокую степень сжатия.

Фото 10/10 | На Power Stroke форсунка находится в головке блока цилиндров между двумя клапанами.

В дизельном топливе воздух нагревается за счет сжимающего действия поршня, а топливо воспламеняется за счет распыления в нагретый воздух. В результате его давление сгорания намного выше, чем у бензинового двигателя; требуется прочная конструкция, чтобы выдерживать высокое давление. Давление сгорания в дизельном двигателе без турбонагнетателя (без турбонагнетателя) примерно в полтора раза выше, чем в бензиновом двигателе без наддува.

Другая причина, по которой мощность дизельного двигателя на кубический дюйм меньше, чем у бензинового двигателя, заключается в том, что двигатель с искровым зажиганием может работать с более высокой скоростью.Это связано с более высокой скоростью сгорания бензина. Дизельное топливо имеет пониженную эффективность сгорания на высоких скоростях из-за большей задержки зажигания, большей продолжительности впрыска (в градусах угла поворота коленчатого вала) и из-за низкой скорости перемешивания. В дизельных двигателях очень трудно соблюдать установленные правительством ограничения по дымности на высоких скоростях, поскольку у двигателя недостаточно времени на событие цилиндра, чтобы сжечь все топливо. Поскольку дизельный двигатель имеет высокую степень сжатия, энергия, необходимая для вращения самого двигателя, или так называемые потери на трение, больше, чем у бензинового двигателя.Следовательно, когда скорость увеличивается для увеличения выходной мощности, потери на трение возрастают достаточно, чтобы компенсировать выходную составляющую двигателя. Практическая максимальная скорость серийного бензинового гоночного двигателя составляет около 10 000 об / мин. Подобный дизельный двигатель может развивать только около 5000 об / мин.

Четырехтактные дизельные двигатели
Все современные дизельные двигатели малой и средней мощности, продаваемые для использования в автомобилях в США, имеют конструкцию цикла Отто (четырехтактные).В четырехтактном дизельном цикле при работающем двигателе непрерывно повторяется следующая последовательность событий:

1. Ход всасывания:
В это время поршень движется вниз, и в цилиндр втягивается только воздух. Это происходит в двигателе без наддува в результате разницы между атмосферным давлением и разрежением, создаваемым поршнем и уплотнением поршневого кольца. В приложениях с принудительной индукцией процессу индукции способствует внешнее движение воздуха, вызываемое турбонагнетателем или нагнетателем.

2. Ход сжатия:
Поршень движется вверх в отверстии и сжимает воздух в очень небольшом объеме камеры сгорания и поднимает его температуру достаточно высоко, чтобы обеспечить самовоспламенение топливного заряда. Для этого требуется более высокая степень сжатия, чем в бензиновом двигателе. Воздух нагревается за счет трения молекул, находящихся на очень небольшой площади.

3. Рабочий ход:
Правильное название этого события — «расширение» из-за расширения пламени относительно поршня.Воспламеняющиеся газы, создаваемые заправкой дизельного топлива, впрыскиваемой в камеру сгорания и смешивающейся с очень горячим воздухом, расширяются и отвечают за преобразование химической энергии в механическую.

4. Ход выпуска:
На этом этапе побочные продукты сгорания удаляются из цилиндра и камеры сгорания. Сначала по разности давлений между отверстием и выпускным отверстием головки (это определяется как продувка), а затем по движению поршня вверх.Инертные газы выходят из канала цилиндра через выхлопное отверстие в головке блока цилиндров.

Как работают двигатели BS6 и сокращают выбросы дизельного топлива: подробное видео объясняет

По мере того, как индийская автомобильная промышленность переходит на стандарты выбросов BS6, вот трехмерное анимированное видео от Renault, которое показывает, что производители должны будут сделать, чтобы соответствовать нормам.

Чтобы обеспечить более чистые автомобили, индийская автомобильная промышленность стремится сократить выбросы выхлопных газов транспортных средств.Следовательно, согласно постановлению правительства, все автомобили, проданные с 1 апреля 2020 года, должны будут соответствовать более строгим нормам выбросов BS6 за счет сокращения выбросов NOx примерно на 25-70%. Кроме того, в соответствии со стандартами выбросов BS6, выбросы углеводородов и твердых частиц, выбрасываемых из выхлопных труб транспортных средств, будут контролироваться и сокращаться. В настоящее время Индия следует стандартам BS4 и станет первой страной, перешедшей на норму выбросов, полностью пропустив уровень выбросов, которым будет BS5.

Для достижения желаемых результатов производителям автомобилей придется установить дополнительные вспомогательные компоненты в двигатели, чтобы снизить выбросы транспортных средств. Компания Renault Trucks на своем официальном канале YouTube опубликовала видеоролик в формате 3D, в котором показано, что это за компоненты, как они работают и какие процессы потребуются для соответствия нормам выбросов.

Двигатель на видео — дизельный двигатель с турбонаддувом, используемый Renault Trucks. В то время как разные двигатели от разных производителей будут использовать разные компоненты и разные спецификации, принцип в значительной степени один и тот же.Двигатель на видео демонстрирует использование SCR или селективного каталитического нейтрализатора, дизельного сажевого фильтра (PDF), раствора мочевины AdBlue и системы рециркуляции выхлопных газов (EGR).

Возникает много вопросов относительно того, как работает эта технология, что именно происходит и что это значит для потребителя. В то время как в первом видео показано, как работает система, чтобы обеспечить нам более чистые автомобили, во втором видео мы подчеркиваем преимущества и недостатки того, что это значит для потребителя.

Получите текущие цены на акции с BSE, NSE, рынка США и последние NAV, портфель паевых инвестиционных фондов, ознакомьтесь с последними новостями IPO , Лучшее IPO, рассчитайте свой налог с помощью калькулятора подоходного налога, узнайте лидеров рынка, крупнейших проигравших и лучших фондов акционерного капитала. Поставьте нам лайк на Facebook и подпишитесь на нас в Twitter.

Сгорание в дизельных двигателях

Сгорание в дизельных двигателях

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : В дизельных двигателях топливо впрыскивается в цилиндр двигателя ближе к концу такта сжатия. Во время фазы, известной как задержка воспламенения, топливо распыляется на мелкие капли, испаряется и смешивается с воздухом. По мере того как поршень продолжает приближаться к верхней мертвой точке, температура смеси достигает температуры воспламенения топлива, вызывая воспламенение некоторого количества предварительно смешанного топлива и воздуха.Остаток топлива, которое не участвовало в сгорании с предварительной смесью, расходуется на фазе сгорания с регулируемой скоростью.

Компоненты процесса горения

Сгорание в дизельных двигателях очень сложно, и до 1990-х годов его подробные механизмы не были хорошо изучены. В течение десятилетий его сложность, казалось, не поддавалась попыткам исследователей раскрыть его многочисленные секреты, несмотря на доступность современных инструментов, таких как высокоскоростная фотография, используемая в «прозрачных» двигателях, вычислительная мощность современных компьютеров и множество математических моделей, предназначенных для имитации горения в дизельном топливе. двигатели.Применение лазерного луча к обычному процессу сжигания дизельного топлива в 1990-х годах было ключом к значительному углублению понимания этого процесса.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенную модель сгорания для обычного дизельного двигателя . Это «обычное» сгорание дизельного топлива в первую очередь регулируется смешиванием, возможно, с некоторым предварительным сгоранием, которое может происходить из-за смешивания топлива и воздуха перед воспламенением. Это отличается от стратегий сжигания, которые пытаются значительно увеличить долю происходящего горения предварительно приготовленной смеси, например, различные ароматы низкотемпературного горения.

Основная предпосылка сжигания дизельного топлива — это его уникальный способ высвобождения химической энергии, хранящейся в топливе. Для выполнения этого процесса кислород должен поступать в топливо особым образом, чтобы облегчить сгорание. Одним из наиболее важных аспектов этого процесса является смешивание топлива и воздуха, которое часто называют приготовлением смеси .

В дизельных двигателях топливо часто впрыскивается в цилиндр двигателя ближе к концу такта сжатия, всего на несколько градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки [391] .Жидкое топливо обычно впрыскивается с высокой скоростью в виде одной или нескольких струй через небольшие отверстия или сопла в наконечнике инжектора. Он распыляется на мелкие капельки и проникает в камеру сгорания. Распыленное топливо поглощает тепло из окружающего нагретого сжатого воздуха, испаряется и смешивается с окружающим высокотемпературным воздухом под высоким давлением. По мере того как поршень продолжает приближаться к верхней мертвой точке (ВМТ), температура смеси (в основном воздуха) достигает температуры воспламенения топлива. Быстрое воспламенение некоторого количества предварительно смешанного топлива и воздуха происходит после периода задержки зажигания.Это быстрое зажигание считается началом сгорания (также концом периода задержки зажигания) и отмечается резким повышением давления в цилиндре по мере сгорания топливно-воздушной смеси. Повышенное давление в результате предварительно смешанного сгорания сжимает и нагревает несгоревшую часть заряда и сокращает задержку перед воспламенением. Это также увеличивает скорость испарения оставшегося топлива. Распыление, испарение, смешивание паров топлива с воздухом и сгорание продолжаются до тех пор, пока все впрыскиваемое топливо не сгорит.

Сгорание дизельного топлива характеризуется обедненным общим соотношением A / F. Наименьшее среднее соотношение A / F часто наблюдается в условиях максимального крутящего момента. Чтобы избежать чрезмерного дымообразования, соотношение A / F при пиковом крутящем моменте обычно поддерживается выше 25: 1, что намного выше стехиометрического (химически правильного) отношения эквивалентности, составляющего около 14,4: 1. В дизельных двигателях с турбонаддувом соотношение A / F на холостом ходу может превышать 160: 1. Следовательно, избыточный воздух, присутствующий в цилиндре после сгорания топлива, продолжает смешиваться с горящими и уже сгоревшими газами в процессе сгорания и расширения.При открытии выпускного клапана происходит выброс избыточного воздуха вместе с продуктами сгорания, что объясняет окислительный характер выхлопных газов дизельных двигателей. Хотя сгорание происходит после того, как испаренное топливо смешивается с воздухом, образует локально богатую, но горючую смесь, и достигается надлежащая температура воспламенения, общее соотношение A / F бедное. Другими словами, большая часть воздуха, подаваемого в цилиндр дизельного двигателя, сжимается и нагревается, но никогда не участвует в процессе сгорания. Кислород в избыточном воздухе помогает окислять газообразные углеводороды и окись углерода, снижая их концентрацию в выхлопных газах до чрезвычайно малых.

Следующие факторы играют основную роль в процессе сгорания дизельного топлива:

  • Модель подает наддувочный воздух , его температуру и кинетическую энергию в нескольких измерениях.
  • Распыление, проницаемость, температура и химические характеристики впрыскиваемого топлива .

Хотя эти два фактора являются наиболее важными, существуют и другие параметры, которые могут существенно повлиять на них и, следовательно, играть второстепенную, но все же важную роль в процессе горения.Например:

  • Конструкция впускного канала , которая сильно влияет на движение наддувочного воздуха (особенно когда он входит в цилиндр) и, в конечном итоге, на скорость смешения в камере сгорания. Конструкция впускного канала также может влиять на температуру наддувочного воздуха. Это может быть достигнуто за счет передачи тепла от водяной рубашки нагнетаемому воздуху через площадь поверхности впускного отверстия.
  • Размер впускного клапана , который контролирует общую массу воздуха, вводимого в цилиндр за конечный промежуток времени.
  • Степень сжатия , которая влияет на испарение топлива и, следовательно, на скорость смешивания и качество сгорания.
  • Давление впрыска , которое контролирует продолжительность впрыска для данного размера отверстия сопла.
  • Геометрия отверстия сопла (длина / диаметр), которая контролирует проникновение струи, а также распыление.
  • Геометрия распылителя , которая напрямую влияет на качество сгорания за счет использования воздуха. Например, при большем угле распылительного конуса топливо может располагаться наверху поршня и за пределами чаши сгорания в дизельных двигателях с прямой камерой сгорания с открытой камерой.Это условие может привести к чрезмерному задымлению (неполному сгоранию) из-за лишения топлива доступа к воздуху, имеющемуся в чаше сгорания (камере). Широкий угол конуса также может привести к разбрызгиванию топлива на стенки цилиндра, а не внутри камеры сгорания, где это необходимо. Топливо, разбрызгиваемое на стенку цилиндра, со временем соскребет вниз в масляный поддон, где сократит срок службы смазочного масла. Поскольку угол распыления является одной из переменных, влияющих на скорость смешивания воздуха с топливным жиклером рядом с выходным отверстием форсунки, он может оказывать значительное влияние на общий процесс сгорания.
  • Конфигурация клапана , который контролирует положение форсунки. Двухклапанные системы обеспечивают наклонное положение форсунки, что подразумевает неравномерное распыление, что приводит к нарушению смешивания топлива и воздуха. С другой стороны, конструкции с четырьмя клапанами допускают вертикальную установку форсунок, симметричное расположение распылителей топлива и равный доступ к доступному воздуху для каждого из распылителей топлива.
  • Положение верхнего поршневого кольца , которое регулирует мертвое пространство между верхней контактной площадкой поршня (область между верхней канавкой поршневого кольца и верхней частью днища поршня) и гильзой цилиндра.Это мертвое пространство / объем улавливает воздух, который сжимается во время такта сжатия и расширяется, даже не участвуя в процессе сгорания.

Поэтому важно понимать, что система сгорания дизельного двигателя не ограничивается камерой сгорания, распылителями форсунок и их непосредственным окружением. Скорее, он включает в себя любую часть, компонент или систему, которые могут повлиять на конечный результат процесса сгорания.

###

Как работает двигатель мотоцикла?

Это сбивает с толку.Это сбивает с толку. Так что давайте не будем начинать с плоской шестерки 1800 куб.

Современные велосипедные двигатели оснащены множеством технологий — иногда вам нужен словарь, чтобы просто перевести руководство. Но если вы не знаете, как работает двигатель, это может быть немного сложно.

Во всем виноват он.

Но хорошая новость заключается в том, что современные двигатели по-прежнему работают практически на тех же принципах, что и, когда немец (который, возможно, знал) по имени Николас Отто построил первый из них в 1876 году.И это уже больше, чем знают многие эксперты по пабам, так что у нас хорошее начало.

Основы двигателя мотоцикла

История начинается с взрыва внутри небольшого замкнутого пространства. Взрыв — это не взрыв; это контролируемое сжигание смеси бензина и воздуха — бензин попал в пространство, будучи впрыснутым из инжектора, а воздух поступил из атмосферы. Взрыв / ожог также называется сгоранием, как в «двигателе внутреннего сгорания». А небольшое ограниченное пространство называется камерой сгорания.

Действительно важные детали — ваш базовый двигатель

В крыше камеры сгорания находится свеча зажигания, которая зажигает искру или воспламеняет топливно-воздушную смесь и начинает сгорание. Этот бит называется зажиганием.

Газы, горящие в небольших помещениях, быстро расширяются. Дно камеры сгорания на самом деле является верхом поршня, и, к счастью, он скользит вниз внутри стенок цилиндра, называемого «цилиндром». Говорите, что вам нравится об инженерах, но они логичны.

Поршень соединен со штоком, называемым «шатун» (видите?), Сокращенно шатун или просто шток. Шток соединен с большой вещью типа оси, называемой кривошипом. Когда сгорание толкает поршень и шатун вниз, они поворачивают кривошип.

Импульс в кривошипе (который сравнительно тяжелый) теперь снова отбрасывает шатун и поршень обратно вверх по цилиндру. Это полезно, потому что при этом он выталкивает весь сгоревший выхлопной газ из цилиндра через пару маленьких клапанов, которые только что открылись, и выводит его в выхлоп.Здесь есть один хитрый момент — время открытия и закрытия клапанов контролируется цепью, идущей от кривошипа обратно к шпинделю (или распределительному валу) над клапанами, и заставляет их открываться именно тогда, когда это необходимо.

Уф, пока все хорошо. Но работа наполовину сделана. Нам нужно, чтобы в камеру сгорания было больше бензина и воздуха.

Полный четырехтактный цикл. Это снотворно.

Теперь поршень снова находится в верхней точке своего хода.Но кривошип все еще имеет импульс и все еще вращается, и он начинает тянуть поршень обратно по цилиндру, что является идеальной возможностью открыть еще одну пару клапанов (управляемых другим распределительным валом) и позволить низкому давлению опускающегося поршня потянуться. свежий импульс топливно-воздушной смеси в цилиндр, немного похожий на набирание крови из шприца.

Еще раз поршень достигает нижней точки своего хода, и цилиндр над ним заполнен завихренной топливно-воздушной смесью. По-прежнему приводимый в действие моментом кривошипа, поршень снова начинает подниматься во второй раз, что сжимает смесь.Когда поршень достигает вершины, свеча зажигания снова зажигает искру, воспламеняя смесь и снова толкая поршень вниз по цилиндру.

Итак, это полный цикл двигателя внутреннего сгорания. Если вы считаете, вы поймете, что поршень фактически совершал два хода вверх и два хода вниз за цикл — вот почему он называется четырехтактным двигателем (есть много других типов двигателей — двухтактные, ванкельные, дизели и т. д. — но почти все современные двигатели мотоциклов четырехтактные)

Четыре удара часто сокращают до запоминающихся глаголов: в порядке, описанном выше, это будет удар, удар, сосать, сжимать (но чаще приказывают сосать, сжимать, стучать, дуть, потому что он лучше спотыкается о язык. ).

Итак, теперь все, что у нас есть, — это летящий вверх и вниз поршень и вращающийся кривошип. Как это заставляет байк двигаться вперед?

Как вы понимаете, четырехтактный цикл, описанный выше, происходит очень и очень быстро. Невероятно быстро. Когда ваш велосипед тикает, кривошип будет вращаться со скоростью около 1200 оборотов в минуту.Это 600 сосаний, 600 сжатий, 600 ударов и 600 ударов каждую минуту (потому что каждый из них составляет половину оборота рукоятки). И это на цилиндр.

Итак, кривошип вращается очень быстро, но если вы затем просто соедините его цепью с задним колесом, у него будет достаточно силы только для того, чтобы вести мотоцикл очень, очень медленно, и он будет крутить гайки, чтобы сделать Это. Представьте, что вы выбираете первую передачу на мотоцикле, а затем пытаетесь крутить педали при спуске с горы; то же самое.

Что нам нужно сделать, так это как-то выбрать более высокую передачу на нашем мотоцикле.Нам нужна система шестерен, чтобы замедлить скорость вращения кривошипа, и которая затем — из-за явления, называемого механическим преимуществом — фактически увеличивает силу силы (также называемую крутящим моментом) до точки, при которой мы можем управлять двигателем. мотоцикл вперед с приличной скоростью, но с более разумными оборотами двигателя. Мы хотим поменять местами высокую скорость кривошипа и низкий крутящий момент на низкие обороты кривошипа и высокий крутящий момент.

А, как насчет коробки передач? Таким образом, кривошип имеет зубец или шестерню на конце, которая вращает кучу других шестерен разных размеров — и мы можем выбрать, какую из них хотим, используя умный механизм, называемый рычагом переключения передач — до того, как появится привод, медленнее, но гораздо сильнее, на выходной передаче — и отсюда мы можем зацепить ее цепью и привести в движение заднее колесо.

Теперь у вашего велосипеда работает двигатель, и он движется. Ура!

Это рисунок двигателя Triumph Trophy. Вы можете увидеть три поршня в линию, каждый на конце шатуна и вращающий кривошип под ним. Вы также можете увидеть два распредвала впускных и выпускных клапанов в верхней части двигателя, приводящие в действие клапаны. Большая шестерня сразу за корзиной сцепления принимает привод от кривошипа и передает его в коробку передач — группу шестерен.Выход привода — косозубая коническая шестерня внизу справа. У Trophy есть привод вала, и вы можете видеть, что его косозубая коническая шестерня принимает выходной сигнал коробки передач.

Конечно, все вышесказанное описывает процесс только одного поршня, штока и цилиндра. Вы знаете, что велосипеды могут иметь один, два, три, четыре, не часто пять, но иногда и до шести цилиндров. Они могут быть расположены необычным и чудесным образом — рядом друг с другом (параллельные близнецы или рядные тройки, четверки или шестерки), в форме V (V-образные или V-образные четверки) или лицом друг к другу (плоские двойные, плоские четыре, даже плоская шесть).

Количество цилиндров и способ их расположения играют огромную роль в определении не только характера вашего двигателя (как он вибрирует и как он передает свою мощность при открытии дроссельной заслонки), но и в управлении — и размер — вашего велосипеда. Из-за этого некоторые конфигурации цилиндров подходят для определенных типов езды — поэтому одиночные цилиндры хорошо работают на мотоциклах для бездорожья, но не так хорошо на туристических велосипедах. Из четырехцилиндрового двигателя получаются хорошие двигатели для спортивных мотоциклов, но плохие двигатели для бездорожья.

Конечно, это только самое основное описание того, как работает двигатель вашего велосипеда.У каждого двигателя есть свои сильные стороны и свои особенности конструкции; он может быть с наддувом, с регулируемым клапаном или полуавтоматической коробкой передач.

Самое прекрасное в четырехтактном двигателе — это когда вы смотрите на его рисунок или анимацию на Youtube и вдруг впервые понимаете волшебную взаимосвязь поршня, штока, кривошипа, распределительного вала и клапанов. Это особенный момент, который может вдохновить инженеров на всю жизнь. Это тот самый момент Эврики, который когда-то вдохновлял могущественного Соитиро Хонда — и, без сомнения, всех остальных разработчиков двигателей, больших или малых.

ВИДЕО — Как работает двигатель мотоцикла

Мотоциклетные двигатели — как это работает ?!

Как работает двигатель мотоцикла; сосать, сжимать, бухать, дуть.

.

alexxlab / 18.12.2020 / Разное

Добавить комментарий

Почта не будет опубликована / Обязательны для заполнения *