Виды камер сгорания дизеля
Выдающийся русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой. На странице обсуждения должны быть пояснения. В дизеле же топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре. Суть заключается в следующем [12] :. Нагорное, ул.
Он предложил двигатель, в котором воздух втягивался в цилиндр, сжимался, а затем нагнетался в конце такта сжатия в ёмкость, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя ёмкость нагревалась лампой снаружи, и после запуска самостоятельная работа поддерживалась без подвода дополнительного тепла. Экройд Стюарт не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, то есть он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную экономичность.
Независимо от Дизеля в году на Путиловском заводе в Петербурге инженером Густавом Тринклером был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», то есть дизельный двигатель в его современном виде с форкамерой , который назвали «Тринклер-мотором».
При сопоставлении двигателей постройки «Дизель-мотора» и «Тринклер-мотора» русская конструкция, появившаяся на полтора года позднее немецкой и испытанная на год позднее, оказалась гораздо более совершенной и перспективной. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным увеличение скорости вращения.
Российская конструкция оказалась проще, надёжнее и перспективнее немецкой [8]. Однако под давлением Нобелей и других обладателей лицензий Дизеля работы над двигателем в году были прекращены.
В году Эммануил Нобель приобрёл лицензию на двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля. Двигатель приспособили для работы на нефти, а не на керосине. В году Механический завод «Людвиг Нобель» в Петербурге развернул массовое производство дизельных двигателей.
В году на Всемирной выставке в Париже дизельный двигатель получил Гран-при, чему способствовало известие, что завод Нобеля в Петербурге наладил выпуск двигателей, работавших на сырой нефти. Этот двигатель получил в Европе название «русский дизель» [9]. Выдающийся русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой.
В настоящее время для обозначения ДВС с воспламенением от сжатия используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», так как теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей этого типа. В дальнейшем около 20—30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива с воздушными компрессорами не позволяли применять дизельные двигатели в высокооборотных агрегатах.
Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора , необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизельных двигателей на автотранспорте. В е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления , устройство, которое широко применяется и в наше время.
Он же создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Востребованный в таком виде высокооборотный дизельный двигатель стал пользоваться всё большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта , однако доводы в пользу карбюраторных двигателей традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях: с х — х годов XX века дизельный двигатель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны , а в е годы, после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.
В дальнейшие годы происходит рост популярности дизельных двигателей для легковых и грузовых автомобилей, не только из-за их экономичности и долговечности, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем. Дизельные двигатели применяются также на железной дороге. Локомотивы , использующие дизельный двигатель — тепловозы — являются основным видом локомотивов на неэлектрифицированных участках, дополняя электровозы за счёт автономности.
Существуют также одиночные автомотрисы , дрезины и мотовозы, которые повсеместно используются на электрифицированных и неэлектрифицированных участках для обслуживания и ремонта пути и объектов инфраструктуры.
Иногда автомотрисы и небольшие дизель-поезда называют рельсовыми автобусами. В России в году почти весь грузовой автотранспорт и автобусный парк имел дизельные двигатели и только незначительная часть грузовиков и средних автобусов имела бензиновые [11].
У двигателей с аккумуляторной топливной системой Common Rail за счет возможности управлять открытием форсунки независимо от работы ТНВД появляется возможность оптимизировать процесс впрыска и сгорания топлива за счет многоимпульсной подачи.
Суть заключается в следующем [12] :. Таким образом многоимпульсная подача топлива существенно улучшает практически все характеристики дизеля и позволяет приблизить его удельную мощность к бензиновым двигателям, а при наличии турбонаддува высокого давления — превзойти её [13].
По этой причине с развитием систем Common Rail дизельные двигатели на легковых автомобилях становятся все более популярными. Кроме вышеописанного четырёхтактного цикла, возможно использование двухтактного цикла. Такты сжатия и рабочий ход двухтактного цикла аналогичны таковым в четырёхтактном цикле, но несколько укорочены, а газообмен в цилиндре осуществляется в едином процессе — продувке , занимающей сектор между концом рабочего хода и началом сжатия.
При рабочем ходе поршень идёт вниз, через открывающиеся выпускные окна в стенке цилиндра или через выхлопные клапаны удаляются продукты горения, несколько позднее открываются впускные окна, цилиндр продувается свежим воздухом из воздуходувки — осуществляется продувка. Когда поршень поднимается, все окна закрываются. С момента закрытия впускных окон начинается сжатие.
Перед достижением поршнем ВМТ из форсунки распыляется воспламеняющееся топливо. Происходит расширение — поршень идёт вниз и снова открывает все окна и т. Продувка является слабым звеном двухтактного цикла. Время продувки, в сравнении с другими тактами, невелико и увеличить его невозможно, иначе будет падать эффективность рабочего хода за счёт его укорочения.
В четырёхтактном цикле на те же процессы отводится половина цикла. Полностью разделить выхлоп и свежий воздушный заряд тоже невозможно, поэтому часть воздуха теряется, выходя прямо в выхлопную трубу. Если же смену тактов обеспечивает один и тот же поршень, возникает проблема, связанная с симметрией открывания и закрывания окон.
Для лучшего газообмена выгоднее иметь опережение открытия и закрытия выхлопных окон. Тогда выхлоп, начинаясь ранее, обеспечит снижение давления остаточных газов в цилиндре к началу продувки. При закрытых ранее выхлопных окнах и открытых — ещё — впускных осуществляется дозарядка цилиндра воздухом, и, если воздуходувка обеспечивает избыточное давление, становится возможным осуществление наддува.
Окна могут использоваться и для выпуска отработавших газов, и для впуска свежего воздуха; такая продувка называется щелевой или оконной. Каждый цилиндр ПДП-двигателей содержит два встречно-противоположно движущихся поршня; каждый поршень управляет своими окнами — один впускными, другой выпускными система Фербенкс-Морзе — Юнкерса — Корейво.
В двухтактном двигателе рабочие ходы происходят вдвое чаще, чем в четырёхтактном, но из-за наличия продувки и укорочения рабочего хода двухтактный двигатель мощнее такого же по объёму четырёхтактного не в два, а максимум в 1,6—1,7 раз.
Ранее двухтактные дизели были широко распространены на всех видах транспорта по причине высокой удельной мощности при небольшом числе оборотов, которое ограничивалось как несовершенством моторных материалов например, поршни дизелей приходилось делать чугунными , так и несовершенством коробок передач прямозубые с малыми передаточными числами , тяговых генераторов недостаточная прочность ротора и ненадежная работа коллекторно-щеточных узлов на высоких оборотов.
Однако по мере совершенствования как самих моторов, так и приводимых ими агрегатов, более выгодной является форсировка двигателей за счет повышения числа оборотов, чего добиться на двухтактных двигателях достаточно сложно. Поэтому высокооборотистые четырёхтактные дизели уже к м годам вытеснили двухтактные сначала в автомобильном транспорте, затем на тепловозах, а потом и на судах среднего тоннажа и в стационарных установках.
И лишь на больших морских судах с непосредственным безредукторным приводом гребного винта, ввиду удвоения количества рабочих ходов на одних и тех же оборотах двухтактный цикл оказывается особенно выгодным при невозможности повысить частоту вращения. Кроме того, двухтактный двигатель технически проще реверсировать. В связи с тем, что организовать продувку вихревой камеры или предкамеры при двухтактном цикле сложно, двухтактные двигатели строятся только с неразделёнными камерами сгорания, размещёнными обычно в поршне.
Для средних и тяжёлых двухтактных дизельных двигателей характерно применение составных поршней, в которых используется стальная головка и дюралевая юбка, как правило, с принудительным масляным охлаждением.
Основной целью данного усложнения является снижение общей массы поршня при сохранении максимально возможной жаростойкости донышка и снижения температуры в зоне колец. В отдельную группу выделяются тяжёлые двигатели, содержащие в конструкции крейцкопф. В крейцкопфных двигателях шатун присоединяется к крейцкопфу — ползуну, соединённому с поршнем штоком скалкой.
Крейцкопф работает по своей направляющей — крейцу, без воздействия повышенных температур, полностью ликвидируя воздействие боковых сил на поршень. Данная конструкция характерна для крупных длинноходных судовых двигателей, часто — двойного действия, ход поршня в них может достигать 3 метров; тронковые поршни таких размеров были бы перетяжеленными, тронки с такой площадью трения существенно снизили бы механический КПД В последнее время для повышения мощности крейцкопфных двигателей более характерно применение наддува, а не двойное действие, так как тепловой режим поршня при этом менее напряжённый.
Однако, подпоршневые полости всё же применяют для организации продувки. Большинство ДВС рассчитаны на вращение только в одну сторону; если требуется получить на выходе вращение в разные стороны, то используют передачу заднего хода в коробке перемены передач или отдельный реверс-редуктор. Электрическая передача также позволяет менять направление вращения на выходе.
Однако на судах с жёстким соединением двигателя с гребным винтом фиксированного шага приходится применять реверсивные двигатели, чтобы иметь возможность двигаться задним ходом. Для реверсирования двигателя нужно изменять фазы открытия клапанов и впрыска топлива. Обычно реверсивные двигатели снабжаются распределительными валами с двойным набором кулачков — для переднего и заднего хода; при остановленном двигателе специальное устройство приподнимает толкатели клапанов, после чего распредвалы перемещают в положение хода нужного направления.
Встречаются также конструкции с реверсивным приводом распределительного вала — здесь при изменении направления вращения коленчатого вала направление вращения распределительного вала сохраняется. Двухтактные двигатели с контурной продувкой, при которой газораспределение осуществляется поршнем, в специальных реверсивных устройствах не нуждаются однако в них всё же требуется корректировка момента впрыска топлива. Реверсивные двигатели также применялись на ранних тепловозах с механической передачей.
Дизельный двигатель из-за особенностей рабочего процесса не предъявляет жёстких требований к испаряемости топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжёлые топлива, такие как мазут. Дизельный двигатель не может развивать высокие обороты — топливо не успевает догореть в цилиндрах, для возгорания требуется время инициации.
Высокая механическая напряжённость вынуждает использовать более массивные и более дорогие детали, что утяжеляет двигатель. Это снижает удельную мощность двигателя, что послужило причиной малого распространения дизельных двигателей в авиации только некоторые бомбардировщики Junkers , а также советские тяжёлые бомбардировщики Пе-8 и Ер-2 , оснащавшиеся авиационными двигателями АЧ и М конструкции А.
Чаромского и Т. На максимальных эксплуатационных режимах топливо не догорает, приводя к выбросу облаков сажи , и подачу топлива на больших оборотах приходится уменьшать механический или электронный корректор подачи. Зато при низких оборотах дизельный двигатель может работать без дымления при большей цикловой подаче топлива.
Потому он выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине, а особенно ввиду более высокой экономичности в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями [15].
Например, в России в году почти все грузовики и автобусы были оснащены дизельными двигателями окончательный переход этого сегмента автотранспорта с бензиновых двигателей на дизельные планировалось завершить к году , а также планируется перевод легковых автомобилей на дизельные двигатели [11]. Это является преимуществом также и в двигателях морских судов , так как высокий крутящий момент при низких оборотах делает более лёгким эффективное использование мощности двигателя , а более высокий теоретический КПД см.
Цикл Карно даёт более высокую топливную эффективность. По сравнению с бензиновыми двигателями в выхлопных газах дизельного двигателя, как правило, меньше окиси углерода СО , но теперь, в связи с применением каталитических конвертеров на бензиновых двигателях, это преимущество не так заметно. Основные токсичные газы, которые присутствуют в выхлопе в заметных количествах — это углеводороды НС или СН , оксиды окислы азота NO х [16] и сажа или её производные в форме чёрного дыма. Больше всего загрязняют атмосферу в России двигатели грузовиков и автобусов , которые часто являются старыми и неотрегулированными.
Это связано с тем, что в дизельном двигателе степень сжатия воздуха можно доводить до больших величин по сравнению со степенью сжатия горючей смеси в бензиновых двигателях. Таким образом, с отработанными газами в дизельном двигателе уходит меньше тепла. Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее то есть, сравнительно плохо испаряется и в замкнутом моторном отделении не образует большого количества легковоспламеняющихся паров — таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более, что в них не используется искровая система зажигания.
Вместе с высокой топливной экономичностью это стало причиной широкого их применения на танках, поскольку в повседневной небоевой эксплуатации уменьшался риск возникновения пожара в моторном отделении из-за не являющихся редкостью утечек топлива.
По сравнению с танками с бензиновым мотором ниже и вероятность возгорания танка с дизельным двигателем при его поражении в боевых условиях, хотя это вовсе не означает полной устойчивости к пожару — более того, детонация смеси паров дизельного топлива с воздухом в пробитом топливном баке по своим последствиям сравнима со взрывом боекомплекта [18] , в частности, у танков Т она приводила к разрыву сварных швов и выбиванию верхней лобовой детали бронекорпуса [18].
С другой стороны, дизельный двигатель уступает карбюраторному в удельной мощности, а потому в ряде случаев высокая мощность при малом объёме моторного отделения более выигрышным может быть использование именно карбюраторного силового агрегата хотя это характерно для слишком уж лёгких боевых единиц. Ввиду большей степени сжатия дизельный двигатель при пуске требует проворота коленвала с большим усилием, чем карбюраторный двигатель сходного литража.
Поэтому для его пуска необходимо использовать стартер большей мощности. В то же время потребление чистого воздуха позволяет осуществить пуск подачей в цилиндры сжатого воздуха, что в ряде случаев даёт существенные преимущества перед пуском электростартером — нечувствительность системы к понижению внешней температуры, нетребовательность к материалам, в частности, система пуска сжатым воздухом вообще не имеет деталей из меди, не содержит опасных для здоровья технического персонала веществ, то есть едких щелочей и крепких кислот, а также ядовитых свинца, кадмия, дорогого серебра; она легче системы пуска с электростартером.
Явными недостатками дизельных двигателей являются помутнение и застывание запарафинивание летнего дизельного топлива при низких температурах.
Также они крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой, топливная аппаратура дороже и существенно сложнее в ремонте, так как и форсунки [19] , и ТНВД являются прецизионными устройствами.
Ремонт дизельных двигателей вообще значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизельные моторы обладают более ровным и высоким крутящим моментом в своём рабочем диапазоне. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым.
Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе и отложением на поверхности катализатора частиц сажи.
Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением системы Common rail. В данном типе впрыск топлива осуществляется электронно-управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков.
Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса. Так что, по сложности современный — и экологически такой же чистый, как и бензиновый — дизельный мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного двигателя с механическим впрыском составляет от до бар приблизительно эквивалентно «атмосфер» , то в новейших системах Common rail оно находится в диапазоне от до бар, что влечёт за собой немалые проблемы.
Также каталитическая система современных транспортных дизельных двигателей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого сажевого фильтра DPF - фильтр твёрдых частиц.
Сажевый фильтр представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором и катализатором в потоке выхлопных газов. В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах.
Однако часть сажи не всегда окисляется, и остаётся в сажевом фильтре, поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки сажевого фильтра путём так называемой постинжекции, то есть впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи. Но описанные недостатки относятся в основном к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.
КПД двигателя внутреннего сгорания. Сколько приблизительно равен, а также мощность в процентах Камеры сгорания дизельных двигателей, используемых наземными транспортными средствами, в основном, располагаются в поршне. Впускной канал создает необходимую закрутку воздушного потока для улучшения процессов смесеобразования и сгорания свежего заряда.
В случае перехода на газовое моторное топливо, как правило, не имеется технологических возможностей изменения геометрии проточной части впускных органов, и повлиять на характер движения свежего заряда в цилиндре двигателя можно только подбором соответствующей камеры сгорания. Штатная камера сгорания дизельного двигателя, имея малый объем и обеспечивающее, соответственно, большую степень сжатия, не гарантирует использовать в качестве топлива природный газ, поскольку не обеспечивает бездетонационную работу во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов.
Изменяя геометрию камеры сгорания, необходимо учитывать, что в газовом двигателе с искровым воспламенением значительное влияние на экологические и экономические показатели оказывает уровень турбулизации свежего заряда в цилиндре до воспламенения и в течение процесса сгорания. Штатная камера сгорания дизельного двигателя, имея малый объем и, соответственно, большую степень сжатия, не позволяет использовать в качестве топлива природный газ, поскольку не обеспечивает бездетонационную работу во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов.
Изменяя геометрию камеры сгорания, необходимо учитывать, кроме того, тот факт, что в газовом двигателе с искровым воспламенением значительное влияние на экологические и экономические показатели оказывает уровень турбулизации свежего заряда в цилиндре до воспламенения и в течение процесса сгорания.
Камера сгорания дизельных двигателей второго типа состоит из основной и дополнительной камер, В конце такта сжатия топливо впрыскивается через форсунку в дополнительную камеру, где оно частично сгорает, после чего продукты сгорания и еще не сгоревшее топливо перетекают в основную камеру, где и завершается процесс горения. Хорошее перемешивание топлива с воздухом и полное сгорание полученной смеси у двигателей этого типа достигаются благодаря перетеканию с большой скоростью газов через канал, соединяющий обе части камеры сгорания.
Форму камеры сгорания дизельного двигателя в основном определяет примененный способ смесеобразования. Камеры сгорания дизельных двигателей подразделяются на разделенные и неразделенные. В камере сгорания дизельного двигателя смесь гетерогенна. Таким образом, характер смесеобразования, предпламенных превращений, воспламенения и горения в дизельном двигателе предопределяет значительно большие размеры образования сажи по сравнению с бензиновыми двигателями.
Топливовоздушная смесь в камере сгорания дизельного двигателя никогда не бывает однородной по температуре, поэтому развитие предпламенных реакций всегда протекает неодинаково в отдельных ее частях. Очень опасным является попадание значительного количества масла в камеру сгорания дизельного двигателя. В этом случае выключение подачи топлива насосом не прекращает нарастания оборотов, так как топливом служит сгорающее масло и двигатель трудно остановить сразу.
Поэтому необходимо прежде всего нагрузить двигатель вплоть до стопорения, снизить давление сжатия в цилиндрах и выключить подачу топлива. На рис. Форсунки предназначены для высокодисперсного распыла и равномерной подачи топлива в камеру сгорания дизельного двигателя. Сила тока прямо пропорциональна количеству отложившейся сажи.
Так как условия горения топлива на лабораторной установке отличаются от условий горения в камере сгорания дизельного двигателя, прямой надежной зависимости между результатами, полученными по методу Факел и в стендовых испытаниях, нет, хотя в некоторых случаях корреляция наблюдается.
Первое дополнение к World of Warcraft: The Burning Crusade принесло не только новый контент, но массу изменений в игровых механиках. Они стали компактнее — меньше по размерам, вместо боссов стало Кроме того, появилась еще одна версия, предназначенная для игроков го, высшего на тот момент уровня — героическая. В героике трэш и боссы били больнее и были толще. Эти 5ppl действительно были сложны и надолго стали образцом сложности этого формата.
Когда олдфаги рассуждали о сложности инстансов очередного дополнения, то нередко вспоминали именно героики ТВС. Еще одной ососбенностью инстансов ТВС стало то, что они компоновались «тематическими» группами по штуки. Скажем, в Цитадели Адского Пламени было три инстанса, как и в соседней Зангартопи. В определенном смысле это было удобно, потому как не надо было переться через полконтинента, если вы с друзьями решили потратить вечер, бегая по данжам.
Прошли один — а в двух шагах уже вход в другой. Еще одно новшество касалось сюжета. Дабы немного порадовать фанатов, разработчики сделали несколько инстансов, которые представляли собой «экскурсии в прошлое».
Игроки могли принять участие в ключевых событиях истории вселенной Warcraft. Два инстанса на пять лиц предоставляли такую возможность. Игроки помогали Медиву открыть Темный Портал в Черной топи и, опять же, помочь Траллу бежать из заключения. Входы в эти инстансы располагались в Пещерах Времени, загадочном месте, которое служило домом Бронзовой стае драконов. Что сказать? Интересное и очень удачное дизайнерское решение. Чем еще были примечательные героические 5ppl?
Цепочкой на получение доступа к рейдам. Для того, чтобы попасть в стартовый рейдовый инстанс, Каражан, нужно было собрать несколько частей ключа в трех героических инстансах. А для того, чтобы получить доступ к героикам, нужно было купить ключ у вендора, который его продавал, если у вас был определенный уровень репутации.
На этом дело не кончалось и все героики ТВС так или иначе были завязаны в доступе к рейдовому контенту. В общем, тогда героические инстансы играли весьма важную роль в освоении контента. Дизельный двигатель является двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Поскольку такие двигатели втягивают воздух, то он сжимается в двигателе до уровня, который существенно выше, чем в двигателях с воспламенением от искры, в которых используется топливовоздушная смесь. Вдобавок ко всему, двигатели с воспламенением от искры очень чувствительны к детонации.
С точки зрения коэффициента полезного действия КПД дизельный двигатель является наиболее эффективным двигателем внутреннего сгорания. В результате этого дизельные автомобили имеют низкий расход топлива и низкий уровень вредных выбросов в выхлопных газах, что можно отнести к преимуществу дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми. В дизельном двигателе может использоваться четырех- или двухтактный цикл.
В автомобильных двигателях практически всегда используется четырехтактный цикл. Рабочий цикл. При первом такте движения поршня вниз втягивает воздух через открытый впускной клапан. При втором такте, так называемом сжатии, воздух, втянутый в цилиндр, сжимается поршнем, который движется вверх. Степень сжатия составляет от до При этом процессе воздух разогревается до температуры С. К началу третьего такта рабочего хода мелко распыленное топливо самовоспламеняется и на протяжении всего такта сгорает в цилиндре почти полностью.
Высвобождаемая при этом энергия давит на поршень. Поршень снова движется вниз, преобразуя химическую энергию в механическую работу. Во время четвертого такта выпуска отработавшие газы вытесняются движущимся вверх поршнем через открытый выпускной клапан. После этого двигатель снова начинает всасывать воздух для нового рабочего цикла.
Камеры сгорания и турбонаддув. В дизельных двигателях используются разделенные и неразделенные камеры сгорания соответственно двигатели с предкамерами и непосредственным впрыском. Двигатели с непосредственным впрыском являются более эффективным, более экономичным, чем их аналоги с предкамерами. Исходя из этих соображений двигатели с непосредственным впрыском используются в грузопассажирских и грузовых автомобилях.
С другой стороны, из-за более низкого уровня шума двигатели с предкамерами устанавливаются на легковых автомобилях. Вдобавок к этому, двигатель с предкамерой имеет более низкий уровень вредных выбросов выхлопных газах НС и NOх и более дешев в производстве. По сравнению с двигателем с воспламенением от электрической искры бензиновым двигателем , оба типа дизельных двигателей являются более экономичными, особенно в диапазоне частичных нагрузок. Дизельные двигатели являются подходящими для использования турбонагнетателей с приводом от выхлопных газов или механического наддува.
Использование турбонагнетателя турбокомпрессора на дизельных двигателях увеличивает не только отдачу мощности и КПД двигателя, но так же уменьшают содержание вредных примесей в выхлопных газах. В целом камеры сгорания дизельного двигателя можно разделить на несколько типов:.
Системы с предкамерой: В системе, с предкамерой используемой для легковых автомобилей, топливо впрыскивается в горячую предкамеру дополнительную камеру. Здесь начинается дополнительное воспламенение, чтобы достичь образования качественной смеси и уменьшения задержки воспламенения основного процесса сгорания.
Система с вихревой предкамерой: В этой системе используемой в дизельных двигателях легковых автомобилей, сгорание также начинается в дополнительной камере. В процессе сгорания используется дополнительная камера сгорания в форме шара или диска вихревая камера с поверхностью горловины выреза , расположенной тангенциально в основной камере сгорания. Система с непосредственным впрыском: В системах с непосредственным впрыском, используемых главным образом в грузовых автомобилях и в стационарных дизельных двигателях всех размеров, образование смеси обходится без дополнительной вихревой камеры.
Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания над поршнем. Система непосредственного смешивания топлива с распылением по стенкам М-система : В этой системе впрыска для стационарных дизельных двигателей теплосодержание теплоемкость стенок углубления в поршне используется для испарения топлива, и топливовоздушная смесь образуется с помощью управления воздухом для сжатия. При сгорании дизельного топлива образуются различные вещества. Их состав зависит от конструкции двигателя, его мощности и нагрузки.
Полное сгорание топлива приводит к существенному уменьшению концентрации вредных веществ. Полное сгорание обеспечивается точным поддержанием состава топливовоздушной смеси, абсолютной точностью процесса впрыска и оптимальным завихрением топливовоздушной смеси. Когда двигатель холодный, то состав выхлопных газов включает в себя не окисленные или окисленные лишь частично углеводороды, которые видны как белый или голубой дым с характерным запахом. На уменьшение расхода топлива и сокращение вредных выбросов влияют следующие параметры:.
Чаще всего владелец автомобиля обращается с неисправностью, касающейся неудовлетворительной работы двигателя, вызванной плохим техническим состоянием недостаточная компрессия, потеря герметичности цилиндров , неисправности в электрических цепях датчиках, исполнительных механизмах или неправильной регулировкой начала впрыска топлива, плохой работой ТНВД и форсунок.
Первым действием для оценки работы двигателя необходима косвенная информация об условиях, в которых проявляется неисправность:. Следующее действие это детальный осмотр двигателя и проведение диагностики. Рассмотрим некоторые признаки неисправности двигателя, признаки неисправности двигателя. Рынок автосервисного оборудования предлагает достаточно широкий спектр приборов, как импортного, так и отечественного производства. Соответственно и стоимость данного оборудования абсолютно различна.
Спектр выбираемого оборудования должен обеспечить: диагностику неисправностей двигателя и топливной аппаратуры, проведение регулировочных и ремонтных работ. Начнем разбираться последовательно. Одним из основных приборов на участке по ремонту топливной аппаратуры должен быть стенд для испытания и регулировки ТНВД, это самый дорогостоящий инструмент в мастерской и к нему предъявляются жесткие требования. На сегодняшний момент существуют различные модификации и производители данного типа оборудования.
Выбор стенда зависит только от целей и задач топливного участка. Следующую статью мы и посветим более детальному рассмотрению стендов для диагностики и регулировки ТНВД различных модификаций, дополнительному оборудованию необходимому при диагностики ТНВД и рассмотрим требования, которые предъявляются к помещению для оснащения топливного участка. Существует много всевозможных мнений о дизельных автомобилях.
Основная причина, скорее всего, кроется, в том, что многие привыкли видеть в дизели нечто ужасное, которое движется в копоти и гари по нашим дорогам. Что они ужасно грязные в плане экологии, более медленные при разгоне и очень часто выходят из строя, очень дороги в обслуживании и ремонте. Как раз данную статью и хотелось бы посветить разговору о дизеле и по возможности выяснить, плох или хорош дизель, а так же оборудованию необходимому при ремонте и диагностики.
На первоначальном этапе необходимо разобраться в принципиальных отличиях работы дизельного двигателя от бензинового. В зависимости от конструкции и используемого способа смесеобразования камеры сгорания дизелей делятся на две группы: неразделенные и разделенные. Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания.
Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров.
При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный его еще называют форкамерным и вихрекамерный. При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает по специальным каналам в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью.
Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается образует вихрь в ней.
Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом. Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Но, как мы уже упоминали, экономичность такого дизеля хуже, чем у мотора с непосредственным впрыском.
Поэтому последние все чаще занимают достойное место под капотом легковых автомобилей и внедорожников, хотя предкамерные дизели все еще выпускаются.
Новые же дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском. Дизельный двигатель дизель представляет собой поршневой ДВС, принцип работы которого основан на самовоспламенении топлива при воздействии горячего сжатого воздуха.
Конструкция дизеля в целом мало чем отличается от бензинового двигателя, за исключением того, что в дизеле отсутствует как таковая система зажигания, поскольку воспламенение топлива происходит по другому принципу. Не от искры, как в бензиновом двигателе, а от высокого давления, с помощью которого сжимается воздух, из-за чего тот сильно разогревается.
Высокое давление в камере сгорания накладывает особые требования к изготовлению деталей клапанов, которые предназначены для восприятия более серьезных нагрузок от 20 до 24 единиц.
Дизельные двигатели применяются не только на грузовых, но и на многих моделях легковых автомобилей.
