Чем отличается дизельный двигатель от карбюраторного: Чем отличается дизельный двигатель внутреннего сгорания от карбюраторного?

Содержание

Отличие рабочего цикла дизельного двигателя от карбюраторного

Основными типами ДВС являются поршневые двигатели — камерой сгорания является цилиндр, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, которая из возвратно-поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма. По типу используемого топлива делятся на:

  • Бензиновые
    — смесь топлива с воздухом готовится в карбюраторе и далее во впускном коллекторе, или во впускном коллекторе при помощи распыляющих форсунок (механических или электрических), или непосредственно в цилиндре при помощи распыляющих форсунок, далее смесь подаётся в цилиндр, сжимается, а затем поджигается при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
  • Дизельные
    —специальное дизельное топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением. Возгорание смеси происходит под действием высокого давления и, как следствие, температуры в камере.

Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20-30 % энергии топлива в полезную работу. Стандартный дизельный двигатель обычно имеет коэффициент полезного действия в 30-40 %, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50 % .

Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла.

Рассмотрим подробнее устройство каждого из двигателей.

Отличия солярки от бензина

Главная отличительная особенность дизеля от бензина заключается в том, что солярка является соединением тяжелых углеводородов, в то время как бензин – соединение легких фракций углеводородов. В отличие от бензина, дизельное топливо поступает в камеру сгорания следом за воздухом. То есть сначала в цилиндры подается воздух, который из-за компрессии и высокого давления нагревается до температуры 850-900 градусов Цельсия. Затем форсунками под давлением в камеры сгорания подается дизельное топливо, которое в разогретой среде мгновенно воспламеняется.

В чем заключаются главные отличия?

Особенности функционирования требуют рассмотрения в первую очередь, чтобы сравнение было правильным:

  • В дизельных движках топливовоздушная смесь формируется гораздо быстрее, если сравнивать с агрегатом, работающим на бензине. В цилиндрах таких двигателей сдавливается только воздух, температура которого соответствует примерно 900 градусам. Бензин подается отдельно в отделение для последующего сгорания. Мелкие фрагменты солярки испаряются в ускоренном режиме и соединяются с воздушной массой. Благодаря достаточно высокому температурному воздействию, образовавшаяся смесь легко воспламеняется без необходимости поджога при помощи искры. Такие моторы расходуют значительно меньше масла.
  • Воздух и горючее в бензиновых движках комбинируется в специально разработанном спускном коллекторе, после чего топливо попадает в отсек для дальнейшего сжигания. Когда завершается такт сжатия, выполняется финальный этап образования топливовоздушного состава и ее последующее распространение по всем отсекам цилиндра. После сдавливания полученная смесь достигает температуры примерно 500 градусов, а затем выполняется процедура ее воспламенения с использованием свечи.

Если смешать бензин и дизель

Рассмотрим два случая, если смешать дизельное топливо и бензин:

  1. Дизель + бензин. Работа дизельного двигателя нарушится по причине того, что бензин не загорается от давления. Температуры, образовавшейся от сжатия воздуха в камере сгорания, ему не хватает, нужна искра.
  2. Бензин + дизель. Результат будет тот же. Ведь дизельному топливу необходимо давление, а не искра от свечи зажигания. Также стоит отметить, что дизельное топливо по плотности превосходит бензин, поэтому есть опасность, что забьются топливные инжекторы и потребуется чистка.

Бензиновые ДВС

Один из видов ДВС – бензиновые. В их цилиндрах находится заранее сжатая смесь из топлива и воздуха, которая впоследствии поджигается искрой от электричества. Изменять мощность в таких двигателях можно через регуляцию потока воздуха, в чем помогает дроссельная заслонка.

Наиболее популярными в автомобилях являются четырехтактные двигатели. Цикл их работы делится на четыре этапа: впуск, сжатие, сгорание и расширение, выпуск.

Двухтактный двигатель включает в себя лишь два этапа: сжатие и расширение. Вместо впуска и выпуска здесь выступает продувка цилиндра.

Несмотря на малые размеры и свою простоту, двухтактные двигатели серьезно уступают четырехтактными по нескольким пунктам:

  • Износостойкость.
  • Экономичность.
  • Экологичность.
  • Пониженное выделение шума.

Также бензиновые двигатели принято разделять на карбюраторные и инжекторные

. В первом случае приготовление топливной смеси происходит в специальном устройстве (карбюраторе), где топливо смешивается с воздухом и получается готовая смесь. Во втором случае топливо передается в поток воздуха с помощью форсунок, через которые топливо проходит под давлением, используя электронную систему.

Инжекторные двигатели обладают повышенной экологичностью, благодаря которой двигатели получили особую популярность и стали очень востребованными.

Некоторые системы бензиновых двигателей являются идентичными для всех типов:

  • Система охлаждения.
  • Система смазки.
  • Система пуска двигателя.
  • Система выпуска газов.

Что лучше: газ, бензин, или дизель?

К плюсам дизельного двигателя можно отнести низкий расход, в отличие от бензина, либо газа, так как он почти в два раза ниже. Также дизель является более мощным двигателем с высоким крутящим моментом. Как следствие, дизель более тяговит на низких оборотах, нежели двигатель на газу, либо бензине, даже если их рабочие объемы равны.

К минусам дизельного двигателя можно отнести, пожалуй, дороговизну обслуживания. Если масло с фильтрами у бензинового, либо газового двигателя, нужно менять раз в 15-20 тысяч километров пробега, то дизелю необходима замена масла и фильтров каждые 10 тысяч километров.

А еще найти качественное дизельное топливо гораздо труднее, чем бензин. После использования некачественного топлива придется менять форсунки, либо топливный насос, либо полностью топливную систему, починить которую стоит дорого!

Мощность и экономичность

У автолюбителей со временем сложилось впечатление о том, что дизельные моторы расходуют намного меньше масла и топлива. Сегодня подобное утверждение будет только частично соответствовать действительности. Благодаря высокой эффективности сжигания топливовоздушного состава, расход в дизельном моторе будет ниже примерно на 15-20%. Это обусловлено тем, что горючая смесь сдавливается в дизельных движках примерно в 2 раза сильнее.

Производительность бензиновых двигателей существенно возрастает, когда они сравниваются с дизельными установками. В некоторых марках автомобилей эта рассматриваемая эксплуатационная отличается почти в 2 с лишним раза.

Следует отметить, что относительно малая мощность дизельных установок в достаточной степени компенсируется равномерной тягой, независимо от того, на каких оборотах эксплуатируется мотор. Подобное не под силу бензиновым агрегатам.

Летнее и зимнее дизельное топливо

Летнее дизтопливо используется летом, зимнее, понятное дело, зимой. Но, в чем же их отличие? Разница заключается в их морозостойкости. Когда температура воздуха достигает -5 °C, то летнее дизельное топливо густеет. Оно становится вязким и хуже прокачивается по топливной системе. При ещё более низких температурах оно вообще не прокачивается, превращаясь в парафин. Итог – машина не заведется.

Зимнее дизельное топливо производится по отличной технологии от летнего дизеля. А раз технология сложнее, значит, и цена выше. Зато такое топливо не замерзнет в холодное время года. Кстати, из летнего дизтоплива можно «сделать» зимнее самостоятельно. Существуют специальные присадки, которые не дадут летнему дизелю загустеть на холоде. Такой метод позволяет отодвинуть точку застывания до минус -15 °C, и даже минус -25 °C.

Предлагаю посмотреть видеоролик: Что произойдет, если добавить масло в дизельное топливо

Бензин и дизель – почему они не взаимозаменяемы

Достаточно часто даже владельцы машин с большим опытом задаются вопросом относительно природы и особенностей различных видов топлива.

Учитывая, что постоянно приходится сталкиваться с наглядной разницей цены на заправках относительно бензина различных марок и дизельного топлива, у некоторых возникает вопрос относительно возможности заправки традиционного бензинового двигателя дизелем.

Разумеется, ничего хорошего из этого не получится, об этом знают практически все. Однако насколько всё же являются подобными бензин и дизельное топливо?Казалось бы, оба они производятся из нефти, в народе бытует мнение, что основной разницей является только степень очистки.

Тем не менее, практика говорит, что это не так. Чтобы разобраться в особенностях того и другого состава рассмотрим их поближе. Стоит отметить, что для каждого из этих видов топлива предусмотрен свой двигатель, который не имеет ничего общего с конструкцией другого.

Для работы на бензине проектируется особая характерная конструкция, которая в принципе не способна нормально функционировать на дизеле.

Точно также дизельные двигатели совершенно не приспособлены для разжигания бензинового топлива, что полностью исключает заливание соответствующего образца.

Если говорить о химии тех или иных веществ, то все они производятся из сырой нефти. Стоит отметить, что в ней содержится огромное количество самых разнообразных углеводородов. Здесь и газы и жидкости.

Разумеется, чем короче полимерная цепочка определённого углеводорода, тем он более летучий, тем легче воспламеняется и испаряется. В этом отношении бензин стоит сразу же за сверхлегкими цепочками жидкостей, которые используются обычно для растворителей.

Стоит отметить, что у бензина температура кипения ниже, чем у воды, вследствие чего он достаточно быстро и легко испаряется с асфальта в случае пролива.

Что касается дизельного топлива то оно стоит уже за керосином. Углеводородные цепочки дизеля очень длинные, что делает его намного вязче, а температуру его кипения намного выше.

Тем не менее, существует определенная особенность дизельного топлива, которая лежит в основе использования его в двигателях. При достаточно сильном сжатии в соответствующей температуре, распыленный в горячем воздухе дизель способен воспламеняться сам по себе.

В данном случае это существенная разница с более легкой бензиновой основой, которая хоть и легко испаряется, всё же требует инициализирующей искры для воспламенения с воздухом. Именно этот принцип лежит в основе существенной разницы между конструкцией бензинового и дизельного топлива. Дизельный двигатель в принципе не содержит воспламенительных элементов.

Ключевым аспектом его является система для нагнетания потока воздуха под чрезвычайно мощным давлением. В результате этого атмосферный воздух разогревается вот до 800 – 900 градусов по Цельсию, что провоцирует взрыв и детонацию дизельной дисперсии в камере сгорания.

Ключевым элементом любого дизельного двигателя являются форсунки современной конструкции. Чрезвычайно малые каналы впрыска, собственно, и обеспечивают создание колоссального давления и температуры на ограниченном объеме.

Стоит отметить, что отдельные дизельные двигатели всё же содержат свечи, однако они выполняют совершенно иную функцию. Здесь они в первую очередь разогревают воздух, который поступает в камеру сгорания, что существенно облегчает запуск двигателя при низких внешних температурах.

Коэффициент полезного действия в силу высокой степени сжатия у дизельного двигателя даже несколько выше, чем у бензиновых вариантов.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Чтобы заставить вращаться ведущие колеса автомобиля двигатель должен пройти так называемый рабочий цикл. Двигатель автомобиля совершает этот цикл за четыре такта (схема представлена на рисунке 1.4):

  • впуск горючей смеси,
  • сжатие рабочей смеси,
  • рабочий ход,
  • выпуск отработавших газов.


Рис. 1.4 Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя: а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск
Первый такт – впуск горючей смеси (рис. 1.4а). Клапан открывается, горючая смесь заполняет цилиндр, смешивается с остатками газов и превращается в рабочую смесь.

Второй такт — сжатие рабочей смеси (рис. 1.4б). Клапаны закрыты, следовательно, рабочая смесь сжимается, температура газов повышается. Если оценить это в цифрах, то мы получим следующие величины: давлении в цилиндре составит 9-10 кг/см2, температура газов – 400оС.

Третий такт — рабочий ход (рис. 1.4в). На этом этапе сгорает рабочая смесь, в результате происходит выделение энергии, которая превращается в механическую работу. Расширяющиеся газы создают давление на поршень, далее через шатун и кривошип на коленчатый вал. Под силой давления коленчатый вал и ведущие колеса автомобиля начинают вращаться.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов (рис. 1.4г). Поршень совершает движение от ВМТ к НМТ, при этом открывается выпускной клапан, и отработанные газы выходят из цилиндра.

Мы рассмотрели четыре такта работы двигателя. Только в ходе третьего такта (рабочего хода) совершается полезная механическая работа. А первый, второй и четвертый – это подготовительные процессы. Этим процессам способствует кинестетическая энергия маховика (рисунок 1.5), который вращается по инерции.

Рис. 1.5 Коленчатый вал двигателя с маховиком: 1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес
Металлический диск, закрепленный на коленчатом валу, и называется маховик. Во время третьего такта, коленчатый вал, раскрученный поршнем через шатун и кривошип, передает запас инерции маховику. В свою очередь, под действием энергии, отдаваемой маховиком, поршень движется вверх (выпуск и сжатие) и вниз (впуск). Т.е. подготовительные такты в обратном порядке осуществляются только за счет запасов инерции в массе маховика через коленчатый вал, шатун и поршень.

Теперь перейдем к рассмотрению дизельных двигателей.

Особенности бензина, солярки и дизеля

Солярка и бензин являются двумя основными видами топлива, используемыми в автомобилях сегодня. Они похожи, но есть различия в добыче, сжигании, чтобы заставить автомобили двигаться, и эффективность.

Солярка эффективнее, чем бензин, из-за реакции. Она горит при высокой температуре.

Положительным свойством бензина — хорошая испаряемость, антидетонационная стойкость, теплота сгорания. Бензин замерзнет при t 70 — 74.

Дизельное топливо имеет ряд положительных моментов:

  1. Более энергетически плотное, чем бензиновое.
  2. В разы дешевле бензинового.
  3. Для больших машин предпочтительнее, обеспечивает большую мощность.
  4. Дизельные двигатели имеют больший коэффициент полезного действия, чем бензиновые того же рабочего объема. При сгорании, выделяется меньше окиси углерода СО, чем при сгорании того же количества бензина.

Почему дизельное топливо называют соляркой

Дизельное — общий термин для нефтяного дистиллятного мазута, проданного для автомобилей, которые используют двигатель воспламенения от сжатия, названный в честь его изобретателя, немецкого инженера Рудольфа Дизеля.

Название «солярка» происходит из немецкого Solaröl — «солнечное масло».

Использует четырехтактный цикл сгорания так же, как бензиновый двигатель. 4 удара:

  1. Ход входа — клапан входа раскрывает вверх, впускающий внутри воздух и двигающий поршень вниз.
  2. Ход обжатия — поршень двигает назад вверх и обжимает воздух.
  3. Как только поршень достигает верхней части, горючка впрыскивается в нужный момент и воспламеняется, заставляя поршень вернуться вниз.
  4. Ход выдыхания — поршень двигает назад к верхней части, нажимая вне выдыхания созданное от сгорания из выпускного клапана.

Чем отличается загранпаспорт нового образца от старого — какой лучше оформить

Чем отличается банкомат от терминала читайте тут

Отличия солярки от бензина

Солярка отличается от октана вязкостью. Как упоминалось ранее, в процессе разделения углеводородные топлива разделяются по вязкости. Как отделены, газ и дизель извлекают отдельно и применять для различных вещей. Октан менее вязкий, чем соляра, он находится выше в дистилляционной колонне.

Способ сжигания 2 видов, также очень отличается. Автомобили, использующие октан, воспламеняют свечой зажигания. Октан не сжимается до высоких температур. Это создает искру, достаточно горячую, чтобы зажечь горючее и сжечь газ, чтобы он мог заставить автомобиль двигаться.

Автомобили, требующие соляровое, не используют свечу, потому что они сжимают горючее до точек, где температура достаточно высока, чтобы сгорать без нее.

Что лучше бензин, солярка или дизель — преимущества

Соляровые аккумуляторы не имеют свечи зажигания. Они нуждаются в высокой степени сжатия для создания высоких температур, необходимых для автоматического зажигания горючего (чем выше цетановое число, тем лучше зажигание).

С соляровым (от 14:1 до 25:1) компрессия выше, чем с другим двигателем (от 8:1 до 12:1). Применяют низкие степени сжатия, чтобы избежать автоматического зажигания топлива (стук двигателя). Высокие коэффициенты сжатия приводят к высокой тепловой эффективности и лучшей экономии горючего. По всем техническим классификациям «солярка» имеет больше положительных сторон.

Сравнение преимуществ и недостатков

Рассмотрим главные положительные стороны, отмечаемые многими автолюбителями, в эксплуатации дизельных моторов:

  • Сравнительно высокий КПД, и гораздо более ощутимая экономичность;
  • Оптимальный показатель мощности на различных оборотах;
  • Стоимость дизельного топлива немного ниже бензина;
  • Расход масла меньше;
  • Вместо масла может использоваться сама соляра;
  • Агрегат не боится проникновения жидкости, поскольку нет необходимости в использовании системы зажигания.

Перечислим недостатки дизельных агрегатов:

  • Сравнительно низкая мощность;
  • Дизельные моторы очень тяжелые;
  • Топливная система плохо работает с соляркой, качество которой оставляет желать лучшего;
  • Необходимость учащенного проведения техосмотров;
  • Для того чтобы обеспечить запуск устройства, требуется аккумулятор достаточно большой емкости;
  • Недостаточная морозостойкость;
  • Высокая шумность и возникновение вибраций во время работы;
  • Мотор плохо переносит высокоскоростной эксплуатационный режим.

Положительные стороны использования бензиновых моторов:

  • Устойчивость к низким температурным воздействиям;
  • Легкость в обслуживании и сравнительно доступная стоимость;
  • Достаточно высокие характеристики мощности;
  • Бензиновые моторы работают намного тише;
  • Эти агрегаты не настолько чувствительны к качеству заправляемого топлива;
  • Высокие обороты не страшны этим моторам. Эксплуатация при сравнительно больших нагрузках не вызывает особых сложностей.

К недостаткам бензиновых двигателей можно отнести такие эксплуатационные особенности:

  • В процессе эксплуатации сжигается больше топлива;
  • Компоненты мотора изнашиваются намного быстрее;
  • Расход масла немного выше, по сравнению с дизельными агрегатами;
  • Достаточно высокого тягового усиления можно добиться на определенных оборотах.

Отличия бензинового двигателя от дизельного

Выводы

  1. Оба топлива происходят из нефти, но имеют разные методы очистки для использования. Неэтилированный октан в целом рафинирован, чем соляра. Он состоит из молекул углерода, они варьируются по размеру от С-1 до С-13.
  2. Во время сгорания, октан совмещен с воздухом, чтобы создать пар, тогда воспламенен, чтобы произвести силу. Во время процесса, большие молекулы углерода (C-11 до c-13) гораздо труднее, чтобы сгореть, который оценен только 80% горит в камере сгорания во время первой попытки.
  3. Соляра отличается от молекул углерода C-1 к C-25 в размере. Из-за химической сложности соляра требует больше сжатия, искры и тепла, чтобы сжечь большие молекулы в камере сгорания.

Видео на тему что будет, если дизель залить вместо бензина:

СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ

Сравнение характеристик двигателей внутреннего сгорания

в

Руководитель:

Половникова Л. Б.

Тобольск, 2014

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Нередко два одинаковых внешне автомобиля абсолютно по-разному ведут себя в эксплуатации. И тут у многих автомобилистов возникает принципиальный вопрос: какой тип двигателя — бензиновый или дизельный — предпочесть. Бензин вроде бы привычнее, с другой стороны, цены на стелах АЗС на дизельное топливо выглядят привлекательнее. Чем дизельный двигатель лучше бензинового? На этот вопрос мы попытались найти ответ в своей работе.

Цель работы: сбор, оформление и представление информации в сравнении ДВС дизельного и карбюраторного.

Задачи:

  1. Изучить историю и принцип работы ДВС с использованием разных средств информации.

  2. Подобрать анимации по принципу работы ДВС.

  3. Провести анализ собранных фактов, сравнить преимущества и недостатки.

  4. Сделать выводы.

  5. Подготовить доклад на научную конференцию.

Проектным продуктом будет: отчет о собранной информации и электронная презентация с элементами анимации и видео.

Основная часть

    1. Понятие о тепловых двигателях. Классификация двигателей внутреннего сгорания

Двигателями называют машины, преобразующие один из видов энергии (тепловой, электрической, гидравлической и др.) в механическую работу. Тепловые двигатели преобразуют в механическую работу тепловую энергию. К ним относятся паровые машины, паровые и газовые турбины и ДВС.

В ДВС рабочее тело получается непосредственно в цилиндрах двигателя, что существенно снижает тепловые потери. Поэтому ДВС отличается от других тепловых двигателей не только большей экономичностью, но и простотой конструкции и компактностью.

Современные ДВС классифицируют по следующим основным признакам:

  1. По способу осуществления рабочего цикла – двухтактные или четырёхтактные. В двухтактных двигателях рабочий цикл завершается за один оборот коленчатого вала (или за два хода поршня), а в четырёхтактных – за два оборота коленчатого вала (или за четыре хода поршня).

  2. По способу действия – простого и двойного действия.

В двигателях простого действия рабочий цикл совершается в верхней части цилиндра – над поршнем (см рис. 2, а, б), в двигателях двойного действия рабочий цикл происходит попеременно в верхней и нижней частях цилиндра. Дизели двойного действия широкого распространения не получили, так как сложны по конструкции и в эксплуатации. В настоящее время используются дизели с противоположно движущимися поршнями (рис в-е), у которых в каждом цилиндре работают два поршня, движущихся навстречу друг другу и образующих при этом в центре цилиндра между днищами поршней одну общую камеру сгорания. От верхнего и нижнего поршней мощность может передаваться на один нижний коленчатый вал или на отдельные нижний и верхний коленчатые валы.

Обычно от верхнего поршня мощность передается через зубчатую передачу на нижний вал, который соединен с электрогенератором.

  1. По роду применяемого топлива – работающее на легком топливе (бензине, керосине, лигроине, газойле, солярном масле, дизельном топливе), на тяжелом (моторном мазуте), на газообразном (природном или генераторном газе), на смешанном (при работе на газообразном топливе для воспламенения используется жидкое топливо).

  2. По способу наполнения рабочего цилиндра свежим зарядом – дизели без наддува и с наддувом. У дизелей без наддува воздух всасывается рабочим поршнем (в четырехтактном двигателе) или поступает из продувочного насоса двухтактного дизеля при давлении, превышающем атмосферное на (14,7/39,2) * 10 в 3 степени Н/м в квадрате (0,15-0,40 кгс/см в квадрате).

Рис.1.1 Классификация двигателей по способу действия

У дизелей с наддувом воздух подается в цилиндр принудительно, под давлением из продувочного сжатия воздуха в цилиндре, и с принудительным воспламенением горючей смеси от электрической искры (карбюраторные и газовые двигатели).

  1. По способу смесеобразования – с внутренним и с внешним смесеобразованием. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизели) топливо подается в цилиндр в распыленном виде и смешивается внутри него с воздухом. У двигателей с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые двигатели) смесь легкого или газообразного топлива с воздухом подготовляется для подачи в рабочий цилиндр двигателя.

  2. По конструктивному исполнению – тронковые и крейцкопфные. В тронковых двигателях нормальная составляющая N силы давления p газов на поршень воспринимается боковой поверхностью цилиндра. Чтобы давление на эту поверхность было допустимым увеличивают длину направляющей части поршня – тронка. В крейцкопфных двигателях роль направляющей выполняют ползуны крейцкопфа, перемещаемые по параллелям дизеля. Современные четырехтактные дизели выполняются преимущественно тронковыми, а двухтактные – крейцкопфные.

  3. По расположению цилиндров в одной – однорядные с расположением цилиндром в одной плоскости и многорядные с параллельным, V, W и X – образными и другим расположением цилиндров

  4. По числу цилиндров – одноцилиндровые и многоцилиндровые (рис. 1.2)

Рис.1.2 Классификация двигателей по расположению цилиндров

  1. История создания, принцип работы

    1. Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания

Четырёхтактный двигатель впервые был запатентован англичанином Алфоном Дэ-Рош в 1861 году. До этого около 1854-1857 годов 2 итальянца: Евгенио Барсанте и Феличе Мототци изобрели двигатель который по имеющийся информации мог быть очень похож на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания, однако тот патент был утерян. Первым человеком, реально построившим четырёхтактный двигатель, был немецкий инженер Николаус Отто. Вот почему четырёхтактный принцип известен в основном как цикл Отто. А четырёхтактный двигатель использующий свечи зажигания в системе зажигания часто называется двигателем Отто.

Общее устройство и работа ДВС. Почти на всех современных автомобилях в качестве силовой установки применяется двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Рис 2. 1.1 Внешний вид двигателя внутреннего сгорания

В основе работы каждого ДВС лежит движение поршня в цилиндре под действием давления газов, которые образуются при сгорании топливной смеси, именуемой в дальнейшем рабочей.  При этом горит не само топливо. Горят только его пары, смешанные с воздухом, которые и являются рабочей смесью для ДВС. Если поджечь эту смесь, она мгновенно сгорает, многократно увеличиваясь в объеме. А если поместить смесь в замкнутый объем, а одну стенку сделать подвижной, то на эту стенку  будет воздействовать огромное давление, которое будет двигать стенку. 

Заметим, что в ДВС из каждых 10 литров топлива только около 2 литров используется на полезную работу, остальные 8 литров сгорают впустую. То есть КПД ДВС составляет всего 20 %. ДВС, используемые на легковых автомобилях, состоят из двух механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределительного, а также из следующих систем: 

Основные детали ДВС:

  • головка блока цилиндров;

  • цилиндры;

  • поршни;

  • поршневые кольца;

  • поршневые пальцы;

  • шатуны;

  • коленчатый вал;

  • маховик;

  • распределительный вал с кулачками;

  • клапаны;

  • свечи зажигания.

Большинство современных автомобилей малого и среднего класса оснащены четырехцилиндровыми двигателями. Существуют моторы и большего объема — с восьмью и даже двенадцатью цилиндрами (рис. 2.1.2). Чем больше объем двигателя, тем он мощнее и тем выше потребление топлива. Принцип работы ДВС проще всего рассматривать на примере одноцилиндрового бензинового двигателя. Такой двигатель состоит из цилиндра с внутренней зеркальной поверхностью, к которому прикручена съемная головка. В цилиндре находится поршень цилиндрической формы — стакан, состоящий из головки и юбки (рис. 2.1.3). На поршне есть канавки, в которых установлены поршневые кольца. Они обеспечивают герметичность пространства над поршнем, не давая возможности газам, образующимся при работе двигателя, проникать под поршень. Кроме того, поршневые кольца не допускают попадания масла в пространство над поршнем (масло предназначено для смазки внутренней поверхности цилиндра). Иными словами, эти кольца играют роль уплотнителей и делятся на два вида: компрессионные (те, которые не пропускают газы) и маслосъемные (препятствующие попаданию масла в камеру сгорания)

 .  

Рис. 2.1.2 Схемы расположения цилиндров в двигателях различной компоновки: а — четырехцилиндровые; б — шестицилиндровые; в — двенадцати цилиндровые (α — угол развала) 

Смесь бензина с воздухом, приготовленная карбюратором или инжектором, попадает в цилиндр, где сжимается поршнем и поджигается искрой от свечи зажигания. Сгорая и расширяясь, она заставляет поршень двигаться вниз. Так тепловая энергия превращается в механическую. 


Рис.2.1.3. Поршень с шатуном:  1 — шатун в сборе; 2 — крышка шатуна;3 — вкладыш шатуна; 4 — гайка болта; 5 — болт крышки шатуна; 6 — шатун; 7 — втулка шатуна; 8 — стопорные кольца; 9 — палец поршня; 10 — поршень; 11 — маслосъемное кольцо; 12, 13 — компрессионные кольца

Далее следует преобразование хода поршня во вращение вала. Для этого поршень с помощью пальца и шатуна шарнирно соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается на подшипниках, установленных в картере двигателя


Рис 2. 1.4  Коленчатый вал с маховиком: 1 — коленчатый вал; 2 — вкладыш шатунного подшипника; 3 — упорные полукольца; 4 — маховик; 5 — шайба болтов крепления маховика; 6 — вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников; 7 — вкладыш центрального (третьего) подшипника 

В результате перемещения поршня в цилиндре сверху вниз и обратно через шатун происходит вращение коленчатого вала. 
Верхней мертвой точкой (ВМТ) называется самое верхнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вверх и готов начать движение вниз). Самое нижнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вниз и готов начать движение вверх) называют нижней мертвой точкой (НМТ). А расстояние между крайними положениями поршня (от ВМТ до НМТ) называется ходом поршня.  Когда поршень перемещается сверху вниз (от ВМТ до НМТ), объем над ним изменяется от минимального до максимального. Минимальный объем в цилиндре над поршнем при его положении в ВМТ — это камера сгорания.   А объем над цилиндром, когда он находится в НМТ, называют рабочим объемом цилиндра. В свою очередь, рабочий объем всех цилиндров двигателя в сумме, выраженный в литрах, называется рабочим объемом двигателя. Полным объемом цилиндра называется сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания в момент нахождения поршня в НМТ. 

Важной характеристикой ДВС является его степень сжатия, которая определяется как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр топливовоздушная смесь при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 6–14, у дизельных — 14–24. Степень сжатия во многом определяет мощность двигателя и его экономичность, а также существенно влияет на токсичность отработавших газов.  Мощность двигателя измеряется в киловаттах либо в лошадиных силах (используется чаще). При этом 1 л. с. равна примерно 0,735 кВт. Работа двигателя внутреннего сгорания основана на использовании силы давления газов, образующихся при сгорании в цилиндре топливовоздушной смеси.  

В бензиновых и газовых двигателях смесь воспламеняется от свечи зажигания в дизельных — от сжатия. 


 
Рис.2.1.5 Свеча зажигания

При работе одноцилиндрового двигателя его коленчатый вал вращается неравномерно: в момент сгорания горючей смеси резко ускоряется, а все остальное время замедляется.  Для повышения равномерности вращения на коленчатом валу, выходящем наружу из корпуса двигателя, закрепляют массивный диск — маховик (см. рис. 2.1.4 ). Когда двигатель работает, вал с маховиком вращаются. А сейчас поговорим немного подробнее о работе одноцилиндрового двигателя.  Повторим, первое действие — попадание внутрь цилиндра (в пространство над поршнем) топливовоздушной смеси, которую приготовил карбюратор или инжектор.

Этот процесс называется тактом впуска (первый такт). Заполнение цилиндра двигателя топливовоздушной смесью происходит, когда поршень из верхнего положения движется в нижнее. При этом к цилиндру двигателя подведены два канала: впускной и выпускной. Горючая смесь впускается через первый канал, а продукты ее сгорания выходят через второй. Непосредственно перед входом в цилиндр в этих каналах установлены клапаны. Их принцип действия очень прост: клапан — это подобие гвоздя с большой круглой шляпкой, перевернутый шляпкой вниз, которой закрывается вход из канала в цилиндр. При этом шляпка прижимается к кромке канала мощной пружиной и закупоривает его. Если нажать на клапан (тот самый гвоздь), преодолев сопротивление пружины, то вход в цилиндр из канала откроется (рис. 2.1.6). 

 Первый такт — впуск Во время этого такта поршень перемещается из ВМТ в НМТ. При этом впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Через впускной клапан цилиндр заполняется горючей смесью до тех пор, пока поршень не окажется в НМТ, то есть его дальнейшее движение вниз станет невозможным. Из ранее сказанного мы с вами уже знаем, что перемещение поршня в цилиндре влечет за собой перемещение кривошипа, а, следовательно, вращение коленчатого вала и наоборот. Так вот, за первый такт работы двигателя (при перемещении поршня из ВМТ в НМТ) колен вал проворачивается на пол-оборота. 

Второй такт — сжатие. После того как топливовоздушная смесь, приготовленная карбюратором или инжектором, попала в цилиндр, смешалась с остатками отработавших газов и за ней закрылся впускной клапан, она становится рабочей. 

Теперь наступил момент, когда рабочая смесь заполнила цилиндр и деваться ей стало некуда: впускной и выпускной клапаны надежно закрыты. В этот момент поршень начинает движение снизу-вверх (от НМТ к ВМТ) и пытается прижать рабочую смесь к головке цилиндра (см. рис. 2.1.6). Однако, стереть в порошок эту смесь ему не удастся, поскольку преступить черту ВМТ поршень не может, а внутреннее пространство цилиндра проектируют так (и соответственно располагают коленчатый вал и подбирают размеры кривошипа), чтобы над поршнем, находящимся в ВМТ, всегда оставалось пусть не очень большое, но свободное пространство — камера сгорания. К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 0,8–1,2 МПа, а температура достигает 450–500 °С. 

Третий такт — рабочий ход Третий такт — самый ответственный момент, когда тепловая энергия превращается в механическую. В начале третьего такта (а на самом деле в конце такта сжатия) горючая смесь воспламеняется с помощью искры свечи зажигания


Рис.2.1.6   Процесс работы четырехтактного двигателя

Давление от расширяющихся газов передается на поршень, и он начинает двигаться вниз (от ВМТ к НМТ). При этом оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Рабочая смесь сгорает с выделением большого количества тепла, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленчатый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800–2000 °С, а давление — до 2,5–3,0 МПа.


Рис. 2.1.7 Искра между электродами свечи

Обратите внимание, что главная цель создания самого двигателя — это как раз и есть третий такт (рабочий ход). Поэтому остальные такты называют вспомогательными. 

Четвертый такт — выпуск во время этого процесса впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу-вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод). Далее через систему выпуска отработавших газов, наиболее известная часть которой — глушитель, отработавшие газы уходят в атмосферу


Рис. 2.1.8Фрагмент глушителя

Все четыре такта периодически повторяются в цилиндре двигателя, тем самым обеспечивая его непрерывную работу, и называются рабочим циклом. Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия от рабочего цикла бензинового. В нем во время такта впуска в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух.  Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце первого такта, когда поршень приближается к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство — форсунку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, — под большим давлением впрыскивается дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сгорают.  При этом выделяется большое количество тепла и температура в цилиндре повышается до 1700–2000 °С, а давление — до 7–8 МПа.  Под действием давления газов поршень перемещается вниз, и происходит рабочий ход. Такт выпуска дизельного двигателя аналогичен такту выпуска бензинового двигателя.  Вспомогательные такты (первый, второй и четвертый) совершаются за счет кинетической энергии тщательно сбалансированного массивного чугунного диска, закрепленного на валу двигателя — маховика, о котором также шла речь выше. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах двигателя при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегрузки, например, при движении автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Во время третьего такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал передает запас инерции маховику. Инерция помогает ему осуществлять вспомогательные такты рабочего цикла двигателя. Из этого следует, что при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень ходит в цилиндре именно за счет энергии, отдаваемой маховиком. В многоцилиндровом двигателе порядок работы цилиндров устанавливается таким образом, чтобы рабочий ход хотя бы одного поршня помогал осуществлять вспомогательные такты и плюс ко всему вращал маховик.  А теперь подведем итоги: совокупность последовательных процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя и обеспечивающих его непрерывную работу, называется рабочим циклом. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов, каждый из которых происходит за  один ход поршня или за пол-оборота коленчатого вала. Полный рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала.  Порядок работы цилиндров четырехцилиндрового двигателя: 1-3-4-2. Пятицилиндрового, как правило, — 1-2-4-3-5.

    1. Дизельный ДВС

Дизельный двигатель был создан великим инженером-изобретателем Рудольфом Дизелем в 1897 году. В 1890 году он выдвинул теорию «экономичного термического двигателя», которая предполагала изобретение эффективного мотора по принципу воспламенения от сжатия в цилиндрах. Первый патент на изобретение Дизель получил в 1893 году. В качестве топлива ученый предполагал использовать каменноугольную пыль, однако, из-за ряда существенных недостатков это стало невозможным. Реальным видом топлива явились тяжелые нефтяные фракции.

До Рудольфа Дизеля идеи создания силового агрегата с подобным принципом работы были высказаны инженером Экройдом Стюардом, однако, патент вследствие выдвинутой теории получил Дизель. Именно поэтому мы и называем такие моторы «дизелями», «дизельными двигателями». В 1898 году инженер Путиловского завода Санкт-Петербурга Густав Тринклер построил нефтяной двигатель высокого давления, он был бескомпрессорным (современный вид — с форкамерой). Как оказалось, он имеет более простую конструкцию и оказался надежнее своего аналога. Однако, основой для современных моторов с воспламенением от сжатия явилось все же изобретение Рудольфа Дизеля.

Первые несколько десятилетий дизели устанавливались лишь на морские суда. На автомобильном транспорте они стали применяться с более усовершенствованными системой впрыска топлива, скоростью вращения.

Первые испытания сконструированного образца дизельного двигателя случились в 1893 году, однако, они не увенчались успехом, а сам изобретатель в ходе эксперимента из-за произошедшей аварии едва не погиб. В последующие несколько лет Дизель построил еще несколько моделей, которые работали на мазуте и керосине.

В начале 1900-х годов дизельный двигатель был установлен на корабле, а через какое-то время — и на локомотиве. В 20-е гг. инженером из Германии Робертом Бошем был модернизирован топливный насос высокого давления двигателя, теперь вместо воздушного компрессора применялась гидравлическая система нагнетания и впрыска топлива, которая позволяла увеличить скорость вращения. Популярность такого механизма очень быстро росла и уже к 50-м гг. большинство грузового и пассажирского транспорта оснащалось таким видом движков. Они оказались более экономичными, а также приемлемыми с точки зрения экологии (выбрасывали меньшее количество токсичных веществ).

Принцип работы дизельного двигателя немного отличается от принципа работы бензинового. Отличие это состоит в том, что смесеобразование происходит уже внутри самого цилиндра, у бензинового же двигателя приготовление смеси происходит снаружи. В цилиндр она подается уже готовой. Существенным отличием является воспламенение рабочей смеси. В бензиновом двигателе воспламенение происходит от свечи зажигания, а в дизельном происходит самовоспламенение.

Теперь разберем рабочие циклы четырехтактного дизельного двигателя:

Такт впуска.1 – впускной клапан. 2 – выпускной клапан. 3 – топливная форсунка.

За первый такт, поршень перемещается от верхней мертвой точки ВМТ к нижней НМТ. Впускной клапан 1 открыт, выпускной 2 закрыт. За счет создаваемого разрежения в цилиндре, вовнутрь устремляется порция воздуха.

Такт сжатия. На этом этапе, оба клапана как впускной, так и выпускной закрыты. Поршень перемещается из НМТ в ВМТ, сжимая воздух. Давление в камере достигает 5 МПа, а температура воздуха за счет сжатия возрастает до 700 градусов Цельсия.

Такт расширение. Рабочий ход.

При достижении поршнем верхней мертвой точки (при максимальном давлении в цилиндре), через форсунку, под высоким давлением, создаваемым топливным насосом закачивается порция топлива. Форсунка распыляет топливо, которое смешиваясь с горячим воздухом самовоспламеняется. В результате горения, температура в камере резко повышается до 1800 градусов Цельсия, вместе с ней в разы увеличивается и давление 11 МПа. Поршень, передвигаясь от верхней мертвой точки к нижней мертвой точки, совершает полезную работу. В конце такта температура падает до 700 — 800 градусов, давление снижается до 0. 3 – 0.5 МПа.

Такт выпуска.

Выпускной клапан 2 открывается, и поршень выталкивает отработанные газы. Температура и давление опускаются до 500 градусов и 0.1 МПа.

Далее рабочие циклы повторяются.

2.3. Сравнение дизельного и четырехтактного ДВС

Какой двигатель выбрать — бензиновый или дизельный??? Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. Рассмотрим факторы, от которых зависит принятие правильного решения.

Если автомобиль оборудован дизельным двигателем, то в процессе эксплуатации будут значительно сэкономлены средства за счет более низкой стоимости топлива и его меньшего расхода. Чем объясняется меньший расход топлива? У дизельного двигателя легкового автомобиля степень сжатия находится в пределах 20—22 единицы по сравнению с 9 -10 у бензиновых двигателей, что обеспечивает более высокий КПД. Кроме того, у дизеля регулирование рабочей смеси в основном качественное, т. е. вне зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки в цилиндры подается практически одинаковое количество воздуха, а количество используемого топлива увеличивается с нагрузкой. Но даже при полной мощности масса впрыскиваемого топлива в 1,5— 1,7 раза меньше, чем у бензинового двигателя такого же рабочего объема. Это означает, что действительная степень сжатия, т. е. давление и температура конца сжатия, не зависит от нагрузки, а рабочая смесь по сравнению с бензиновым двигателем всегда очень бедная. Эти факторы обеспечивают дизелю высокую эффективность сгорания и последующего расширения и на частичных нагрузочных режимах. В условиях эксплуатации стабильность мощностных показателей и расхода топлива зависит в первую очередь от сопротивления воздухоочистителя, которое влияет на наполнение цилиндров воздухом (в том числе и двигателей с турбонаддувом), угла опережения впрыска топлива, давления начала подъема иглы форсунки (давления начала впрыска), качества распыла топлива форсунками, а также от характера (закона) подачи топлива топливным насосом высокого давления. Следует отметить, что стабильность регулировочных параметров системы подачи топлива у дизельных двигателей выше, чем у бензиновых. Однако в процессе эксплуатации нужно строго контролировать качество очистки воздуха и топлива, а также исключить возможность перегрева двигателя, что незамедлительно повлияет на работу форсунок и поршневой группы.

Дизельные двигатели более долговечны, чем бензиновые, что объясняется более прочным и жестким выполнением блока цилиндров, коленчатого вала, деталей цилиндро-поршневой группы, головки блока цилиндров и применением дизельного топлива, которое в отличие от бензина в известной степени также является смазочным материалом. К недостаткам дизельных Двигателей следует отнести большую массу, меньшую литровую мощность, повышенный шум из-за высокого давления сгорания и затрудненный пуск при отрицательных температурах окружающего воздуха, особенно у автомобилей прошедших 100 000 км и более. В процессе эксплуатации изнашиваются плунжерные пары топливного насоса высокого давления, нарушается герметичность посадки иглы форсунки, что приводит на низких оборотах при пуске (70—90 оборотов в минуту) к плохому распылению шва. В то же время в результате появившегося износа цилиндропоршневой группы на такой частоте вращения заметно увеличивается прорыв сжимаемого воздуха в картер, а значит, давление и температура не достигают значений, необходимых для воспламенения распыленного топлива. Тем не менее существуют достаточно простые устройства, которые резко улучшают запуск дизелей при низких температурах, в том числе теплообменное устройство, устанавливаемое на период зимней эксплуатации во впускной коллектор. Опыт эксплуатации дизельных двигателей позволяет сделать вывод, что рассмотренные выше изменения, которые происходят в топливной аппаратуре и цилиндропоршневой группе, почти не вызывают снижения мощности и увеличения расхода топлива. Двигатели подвергаются ремонту, главным образом, из-за повышения расхода смазочного масла, что можно легко определить по доливу и появлению голубого дыма, который образуется из-за сгорания масла.

Бензиновые двигатели имеют более высокую частоту вращения, большую литровую мощность, шум и вибрации более низкие. Регулирование горючей смеси в них, главным образом, количественное. Поэтому на малой и средней мощностях (двигатели легковых автомобилей работают в основном в этих режимах), действительная степень сжатия — низкая, т. е. в результате дросселирования на впуске и частичного наполнения цилиндра вместо давления сжатия, например, 2,5 МПа на полной мощности, смесь сжимается до 1,0 МПа. Отсюда — низкая эффективность сгорания и последующего расширения, а значит, и большой расход топлива.

Таким образом, если при номинальных мощностях эффективный КПД бензинового двигателя на 20% ниже, чем у дизеля, то на частичных режимах разрыв увеличивается до 40% и более. Это подтверждается многочисленными сравнительными эксплуатационными испытаниями автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями одинаковой мощности. Снижение расхода топлива на 100 км пути в зависимости от условий движения (в городе или на магистралях) составляет 25—50%. Что касается токсичности отработанных газов, то проведенное за последнее десятилетие усовершенствование бензиновых двигателей, включая управляемый поршневым процессором прямой впрыск форсунками, значительно улучшило этот показатель. Однако многие специалисты ведущих автомобильных компаний, например фирмы Volkswagen, считают, что в условиях повышенных требований к защите окружающей среды и расходу топлива дизели остаются наиболее перспективными двигателями.

Преимущества дизельных ДВС:

— экономичность, расход топлива при том же объеме и мощности меньше на 15-25%;

-меньшая стоимость топлива;

— хорошая тяга на низких оборотах, дизельный двигатель удобен для джипов и грузовиков особенно на бездорожье;

— отсутствие свечей зажигания, проводов, трамблёров.

Преимущества бензиновых ДВС

— низкий уровень шума и вибраций;

— большая литровая мощность;

— способен работать на высоких оборотах, без последствий для двигателя. 

Недостатки дизельных ДВС

— низкая динамика разгона больший шум и вибрация;

— чувствительная топливная система, особенно к нашему топливу, может не завестись при сильном морозе;

— не терпит высоких оборотов, и как следствие высоких скоростей;

— большая масса, меньшая литровая мощность;

— чаще замена масла и фильтров, масло необходимо более высокого качества;

— для запуска дизельного двигателя необходим аккумулятор большей емкости, следовательно, больше и стоимость.  

Недостатки бензиновых ДВС

— больший чем у дизеля расход топлива;

— наличие системы зажигания;

— наибольшая мощность достигается в небольшом диапазоне оборотов например с 3500 до 4000, правда у новых бензиновых двигателей диапазон более широкий и ровный, за счет изменения фаз газораспределения, применения непосредственного впрыска.

Заключение

Так что же все-таки лучше, бензиновый или дизельный двигатель? Вечный вопрос и проблема выбора образовала из общей массы автолюбителей два противостоящих друг другу лагеря, которые не щадя своих сил, убеждают своих знакомых и друзей, тех, кто еще не приобрел автомобиль, но собирается это сделать в правильности того или иного выбора. У каждого двигателя имеются как свои преимущества, так и недостатки. Подведем итоги.

Дизель 

Преимущества

Недостатки

Долговечность

Не справляется с плохим качеством российского диз. топлива

Надежность

Трудности в заводке в холодное время года

Не скорый износ агрегатов цилиндро-поршнейвой группы

Частая замена масла, фильтров, постоянная замерка компрессии в цилиндрах из-за плохого топлива

Топливо служит также в качестве смазочного материала для агрегатов двигателя

Шум

Экологичнее бензиновых

Выхлоп и сопровождающийся неприятный запах

Экономичность, низкий уровень потребления

Слабая мощность мотора, низкие обороты

 

Дорогой в ремонте и обслуживании

 

Не каждый мастер возьмется за ремонт

Бензин 

Преимущества

Недостатки

Высокая мощность, высокие обороты

Малоприятный запах выхлопов

Переносит некачественное топливо более живо

Уровень долговечности существенно ниже

Не так дорог в обслуживании, более доступные запчасти

 

Отсутствие особых проблем при заводке в холода

 

Большое количество станций сервиса

 

Вопрос о выборе ДВС остается актуальным на сегодняшний день. Право выбора за автомобилистами.

Библиографический список:

  1. Ваншейдт, В.А. Дизели [Текст]: Справочник. – Изд., 3-е, перераб. и допол. В.А. Ваншейдт, Н.Н. Иванченко – Л., «Машиностроение» , 1977. – 480 с.

  2. Кане, А.Б. Судовые двигатели внутреннего сгорания [Текст]: Учебник.-3-е изд./ Кане А.Б – Л: Судостроение, 1982 .– 288 с.

  3. Кузнецов, А.С. Ремонт двигателя внутреннего сгорания [Текст]: учеб. пособие/ А.С. Кузнецов – М: Издательский центр «Академия», 2011. – 64 с.

  4. Сайт для автомобилистов. Режим доступа http://diesel-ural.ru

  5. Сайт для автомобилистов. Режим доступа : http://www.autopeople.ru

  6. Трофименко, А.С. Автослесарь. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей [Текст]: учебное пособие/ А.С. Трофименко – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 576 с.

Двигатели внутреннего сгорания дизельные — Справочник химика 21

    Дисперсность распыливания жидкостей форсунками, применявшимися для испарительного охлаждения воздуха и газов в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания, измеряли на установке, показанной на рис.45. Опытными жидкостями являлись вода, этиловый спирт, дизельное топливо летнее и масло для газотурбинных двигателей. Результаты исследований изложены в работе [42]. [c.94]
    Важнейшими группами нефтепродуктов являются топлива и смазочные масла. Нефтяные топлива разделяются на моторные, применяемые в двигателях, и котельные — для сжигания в топках паровых котлов и в промышленных печах. Первые из них подразделяются в свою очередь на карбюраторные, дизельные и топлива для реактивных авиационных двигателей. Карбюраторным топливом для двигателей внутреннего сгорания с карбюраторами является бензин, важнейшей характеристикой которого является его стойкость к детонации. Детонация — это чрезмерно быстрое сгорание топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя, нарушающее нормальную работу двигателя. Наиболее склонны к детонации предельные углеводороды нормального строения, тогда как предельные углеводороды с сильно разветвленной цепью детонируют слабо. Способность бензина к детонации оценивается октановым числом. В качестве стандарта принимается н-гептан и 2,2,4-триме-тилпентан (изооктан), октановые числа которых считают равными О и 100 соответственно  [c.173]

    На компрессорных станциях с поршневыми компрессорами применяют двигатели внутреннего сгорания (дизельные и карбюраторные) и электрические двигатели трехфазного тока. Ходовое устройство представляет собой ходовую тележку, оснащенную рессорами, пневматическими колесами и поворотным механизмом с дышлом. [c.11]

    Дизельное топливо применяется в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Поэтому показатель, характеризующий самовоспламеняемость дизельного топлива, является очень важным. Таким показателем является цетановое число. [c.66]

    Одной из важных характеристик топлива, позволяющих судить о его пусковых свойствах и о стабильности процесса горения, является температура самовоспламенения паров топлива, т. е. такая температура, при которой происходит самовоспламенение горючей смеси без контакта с открытым пламенем. Процесс самовоспламенения горючей смеси встречается во всех двигателях внутреннего сгорания. Дизельные двигатели работают на основе этого процесса. В двигателях с воспламенением от искры самовоспламенение горючей смеси является крайне нежелательным и даже вредным явлением, так как нарушает нормальный процесс сгорания. В турбореактивных двигателях самовоспламенение горючей смеси — явление положительное, способствующее более устойчивому процессу сгорания. [c.76]


    Соляровое масло — промежуточная фракция между керосином и машинным маслом. Удельный вес 0,87—0,89. Температура застывания —20° С. Температура вспышки 126° С. Применяется как топливо для двигателей внутреннего сгорания — дизельных двигателей.  [c.162]

    Масло для тихоходных дизелей (моторное) 62-68 (при 50°) 205 0 0,4 0,04 0,007 Для двигателей внутреннего сгорания (дизельных и газовых) с числом оборотов до 500 в минуту, а также для газомоторных компрессоров 8ГК, МК [c.375]

    Двигатели внутреннего сгорания. Для преобразования химической энергии топлива в механическую широко используют двигатели внутреннего сгорания, которые могут работать по двум основным термодинамическим циклам Отто и Дизеля, базирующимся на получении механической энергии за счет сжатия, нагрева и вывода отработанного газа. В первом цикле топливо распыляется или испаряется и засасывается в рабочую камеру вместе с воздухом. Смесь топлива и воздуха сжимается, а затем воспламеняется от внешнего источника (чаще всего им является электроискровой разряд), что и является началом генерирования энергии за счет тепла горящей смеси. Во втором цикле рабочее тело, т. е. воздух, сжимается самостоятельно, а топливо впрыскивается в жидком виде в конце периода сжатия. Воспламенение осуществляется после того, как топливо перемещается с горячим сжатым воздухом. Требования, предъявляемые к топливу, зависят от типа двигателя. В карбюраторном двигателе, работающем по циклу Отто, следует применять топливо, не вызывающее детонации в момент сжатия топливовоздушной смеси. Необходимо, чтобы оно сгорало равномерно, без преждевременного воспламенения и не имело несгоревшего остатка. В дизельном двигателе [c.331]

    Дизельное топливо, используемое в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания дизельного типа, представляет собой смесь высококипящих жидких углеводородов. Для тракторных двигателей применяются главным образом газойлевая и соляровая фракции нефти, а для тихоходных стационарных и судовых двигателей — тяжелые остаточные продукты крекинга в смеси с соляровым маслом. [c.150]

    Процесс самовоспламенения горючей смеси встречается во всех двигателях внутреннего сгорания. Дизельные двигатели работают на основе этого процесса. В двигателях с воспламенением от искры самовоспламенение горючей смеси является крайне нежелательным и даже вредным явлением, так как нарушает нормальный процесс сгорания. В турбореактивных двигателях самовоспламенение горючей смеси явление положительное, способствующее более устойчивому процессу сгорания. [c.54]

    В прошлом нефть служила в основном для получения керосина, смазочных масел и котельного или печного (отопительного) топлива. С распространением двигателей внутреннего сгорания и с постоянно возрастающим спросом на бензин перед нефтяной промышленностью была поставлена задача получать из нефти больше бензина, чем его в ней первоначально содержится. Эта задача была решена при помощи крекинг-процесса. Процессы расщепления под влиянием тепла (термический крекинг) или тепла и катализатора (каталитический крекинг) позволяют получить из нефти не только больше бензина, чем было первоначально в нефти, но и бензин лучшего качества. Крекингу подвергают чаще всего высококипящие фракции, представляющие собой остаток после отгона от нефти при нормальном давлении бензина прямой перегонки, керосина и в отдельных случаях дизельного топлива. [c.17]

    Изобретение в последней четверти XIX в. двигателя внутреннего сгорания (бензинового и дизельного) и применение его во многих отраслях промышленности и на транспорте способствовали НОЕ ому качественному скачку в развитии нефтепереработки. Бен — зиг, ранее не находивший применения, стал одним из важнейших прс дуктов, увеличение производства которого требовало роста добычи нефти и совершенствования технологии ее переработки. С развитием дизельного двигателя появилась необходимость в дизельном топливе, являющемся промежуточной фракцией нефти между керосином и мазутом. [c.37]

    В книге изложены основные принципы устройства и работы двигателей внутреннего сгорания и котельных установок, сведения о классификации, ассортименте, составе, физико-химических и эксплуатационных свойствах, получении, транспортировании, хранении и рациональном применении бензинов, дизельных и котельных топлив. Описаны квалификационные методы их испытаний, приведены краткие сведения о зарубежных сортах и их взаимозаменяемости отечественными сортами. [c.319]

    Процессы, происходящие в бензиновом двигателе и дизеле, резко отличаются друг от друга, поэтому отличаются друг от друга и типы топлива, применяемого в этих двигателях. Для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых) требуются низкокипящие, равномерно сгорающие углеводороды с относительно высокой температурой самовоспламенения [329, 330]. Топливо для дизельного двигателя, напротив, должно иметь низкую температуру воспламенения, и поэтому низкокипящие соединения для этой цели непригодны. К моменту воспламенения в дизельных двигателях находится не весь объем топлпва, как в бензиновых, а только часть топливо добавляется в течение всего времени поворота кривошипа, начиная с момента, когда кривошип не доходит на угол 15—20° до верхней мертвой точки, причем горение топлива происходит в полном объеме. [c.438]


    Кроме приведенных выше источников сварочного тока, которые необходимо подключать к электросети, при монтажных работах широко используют сварочные агрегаты с автономным двигателем внутреннего сгорания. Эти агрегаты имеют сварочный генератор постоянного тока, который приводится во вращение от бензинового или дизельного двигателя. Генератор и двигатель установлены на общей раме и соединены эластичной муфтой. Для удобства перемещения агрегат устанавливают на колесное шасси. Сварочные агрегаты имеют хорошую [c.95]

    Леонов О. Б. Исследование испаряемости дизельного топлива.— В кн. Двигатели внутреннего сгорания/ — Труды МВТУ им. Баумана, вып. 25. 1954, с. 35—54. [c.350]

    Исследуйте преимущества и недостатки различных альтернатив стандартному двигателю внутреннего сгорания. Желательно рассмотреть электрический двигатель, газотурбинный, двигатель Рэнкина, Ванкеля, Стирлинга, дизельный двигатель [c.429]

    По назначению минеральные масла можно разбить на следующие группы 1) вазелиновое медицинское и парфюмерное 2) изоляционные 3) смазочные. Последние в свою очередь делятся на турбинные, индустриальные, веретенные, машинные, цилиндровые и другие масла для двигателей внутреннего сгорания карбюраторного типа (автотракторные и. авиационные), дизелей (дизельные) и реактивных двигателей. [c.675]

    Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания состоят более чем из 80 компонентов, основные из которых приведены в табл. 8 [317, с. 5 318, с. 5]. Большинство из них (за исключением азота, кислорода, воды и диоксида углерода) в той или иной мере токсичны. При работе карбюраторных двигателей на богатых бензиновых смесях основной токсичный компонент отработанных газов— оксид углерода, доля которого в общей токсичности составляет примерно 95% при работе на бедных смесях главным токсичным компонентом являются оксиды азота, их доля в общей токсичности достигает 90% [317, с. 206]. При работе дизельных двигателей основной вредной примесью являются углистые частицы (сажа), доля которых в общей токсичности составляет 60 — 90 % в зависимости от режима работы двигателя. Помимо общего вредного действия на организм человека сажа опасна еще и тем, что служит переносчиком адсорбируемых на ее поверхности различных канцерогенных веществ, среди которых выделяется 3,4-бензпирен [319, с. 43]  [c.278]

    Масла для двигателей внутреннего сгорания составляют самую обширную и наиболее важную группу масел как по количеству вырабатываемых сортов, так и по объему выработки и употребления. Сюда относятся авиационные, автотракторные (автолы) и дизельные масла. [c.43]

    Температурой самовоспламенения называется минимальная температура, при которой пары нефтепродукта в смеси с воздухом воспламеняются без внешнего источника воспламенения. На этом свойстве нефтепродуктов основана работа дизельных двигателей внутреннего сгорания. Температура самовоспламенения выше температуры вспышки на несколько сот градусов. [c.53]

    В зависимости от функционального назначения и условий эксплуатации техника комплектуется двигателями внутреннего сгорания с разными технико-эксплуатационными параметрами и мощностью — карбюраторными, дизельными, воздушно-реактивными, газотурбинными. В результате определяется объем потребления моторных топлив по их видам и качественной характеристике— автомобильные и авиационные бензины, реактивные, дизельные, моторные (для тихоходных дизелей), газотурбинные топлива. Качественные требования к этим топливам функционально зависят от условий эксплуатации техники, в том числе природно-климатических, и степени форсирования двигателей. Потребность в моторных топливах даже при условии роста объемов работ и парка технических средств может быть снижена за счет улучшения топливной экономичности двигателей и технических средств (снижения их массы, улучшения аэродинамики и т. п.). [c.36]

    Рассмотрим использование СНГ в двух видах двигателей внутреннего сгорания карбюраторных, работающих по циклу ОТТО с зажиганием смеси от искры, и дизельных, зажигание в которых осуществляется за счет повышения температуры горючей смесн при ее сжатии. Основное внимание уделим только основным принципам конструктивного оформления и работы двигателей, работающих на СНГ. [c.213]

    Дизели отличаются от других двигателей внутреннего сгорания большим разнообразием конструкций, способов смесеобразования, назначений, условий эксплуатации и чрезвычайно широким диапазоном агрегатных мощностей (от нескольких киловатт до десятков тысяч). Поэтому ассортимент дизельных масел значительно различается по предъявляемым к ним требованиям и эксплуатационным [c.143]

    Значение нефти и газа для Энергетики, транспорта, обороны страны, для разнообразных отраслей промышленности и для удовлетворения бытовых нужд населения в наш век исключительно велико. Нефть и газ играют решающую роль в развитии экономики любой страны. Природный газ — очень удобное для транспортировки по трубопроводам и сжигания, дешевое энергетическое н бытовое топливо. Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива бензины, керосины, реактивные и дизельные сорта горючего—для двигателей внутреннего сгорания, газотурбинное топливо для локомотивов и мазуты для котельных установок. Из более высококипящих фракций нефти вырабатывается огромный ассортимент смазочных и специальных масел и пластичных смазок. Из нефти вырабатываются также парафин, технический углерод (сажа) для резиновой промышленности, нефтяной кокс, многочисленные марки битумов для дорожного строительства и многие другие товарные продукты. [c.13]

    Моторные масла предназначаются пля поршневых двигателей внутреннего сгорания (дВС). В зависшости от назначения их подразделяют на масла для карбюраторных двигателей, дизельных двигателей и авиашмнных двигателеЁ. [c.123]

    Синтетический бензин, полученный каталитическим гидрированием окиси углерода, обладает низким октановым числом чтобы получить высокосортное топливо для двигателей внутреннего сгорания, его следует подвергнуть дополнительной обработке. Наоборот, синтетическое дизельное топливо получается очень высокого качества, так как имеет чрезвычайно большое цетановое число. Вследствие отсутствия фракции смазочных масел последние получают синтетически, полимеризуя либо некоторые из низших олефинов, образующихся в этом процессе, либо олефины, полученные термическим крекингом синтетического парафина. [c.62]

    С открытием двигателя внутреннего сгорания Р. Дизелем началась новая эра применения светлых нефтепродуктов в промышленности. Широкое использование двигателей Р. Дизеля на нефтеналивных и военных судах резко увеличило потребность промышленности в нефтяном топливе. Л. Нобель одним из первых поддержал Р. Дизеля в его изобретении и способствовал быстрому распространению дизельных двигателей. Кроме того, компания Нобель нашла эффективное применение тяжелых фракций нефти в качестве дешевого топлива в паровых котлах после изобретения распылительной форсунки для сжигания мазута. Это позволило резко увеличить прибыльность нефтяного бизнеса. [c.4]

    В двигателях внутреннего сгорания широко применяются бензины, дизельные и реактивные топлива. Надежная работа двигателей обеспечивается только при их заправке поплином с высокими эксплуатационными свойствами, удовлетворяющи (и нормам действующих технических требований. Ни- [c.110]

    На рубеже XIX и XX веков были изобретены бензиновый и дизельный двигатели внутреннего сгорания, положившие начало всеобщей моторизации, коренной перестройке вначале водного, а затем и железнодорожного транспорта, появлению таких новых видов транспорта, как автомобильный и авиационный, созданию машин и механизмов, использующих двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Все это привело к резкому увеличению добычи и потребления нефти, отличающейся высокими энергетическими характеристиками, относительной простотой переработки в разнообразные моторные и котельно-печные топлива, смазочные материалы, нефтехимическое сырье и возможностью дальнего транспорта с относительно низкими затратами. Наряду с нефтяной промышленностью, хотя и несколько позднее, значительное развитие получила в ряде стран мира добыча и переработка природного газа. Он стал широко применяться как эффективное и экологически лаиболее чистое топливо для выработки электрической и тепловой энергии, а также как сырье для многих крупнотоннажных химических производств. [c.5]

    Классификация. Обилие наименований и сортов масел можно свестп в основном к следующим группам индустриальные, для двигателей внутреннего сгорания (дизельные, автотракторные, авпацнопные), трансмиссионные, турбинные, компрессорные, для паровых машин и масла специализированного назначения. [c.43]

    Одним из важнейших направлений в развитии нефтеперерабатывающей промышленности является производство высококачественного малосернистого моторного топлива в процессе гидроочистки средних дистиллятов из сернистых и высокосернистых нефтей. Общая мощность установок гидроочистки на Куйбышевском НПЗ позволяет гидрообессеривать на них основную часть дизельного топлива и выпускать товарную продукцию с содержанием серы 0,2-0,5% мае. Однако проблемы охраны окружающей среды, требования к повышению надежности и долговечности двигателей внутреннего сгорания предполагает дальнейшее снижение содержания серы в средних дистиллятах. Наряду с этим интенсификация процесса гидроочистки средних дистиллятов нефти требует разработки катализаторов, позволяющих повысить объемную скорость процесса до 6-8 час при одновременном снижении содержания серы в гидрогенизате до 0,1% мае.[68]. Однако существующие промышленные катализаторы не обеспечивают снижение содержания сернистых соединений до 0,1-0,25% мае. в средних дистиллятах из [c.13]

    В качестве источников тепловой энергии для двигателей внутреннего сгорания применяют в основном бензин и дизельное топливо. Эксплуатационные свойства бензина и дизельного топлива зависят от их химического состава и физических свойств, что, в свою очередь, определяется качеством нефти, технологией ее очистки и перфаботки, а также наличием присадок (например, антидетонатора в бензине) или специальных добавок (высокооктановые компоненты углеводороды, улучшающие работу двигателя соединения, понижающие темпфатуру застывания,и др.). [c.5]

    Снизить нагарообразование в двигателях внутреннего сгорания можно применением ртутьсодержащих присадок (дибутилртуть), которые совместимы с другими добавками, а также добавлением органических солей щелочноземельных металлов и металлов, образующих амфотерные гидроксиды [306 пат. США 3036905 япон. пат. 4540 франц. пат. 1252898]. Кроме того, в качестве противонагарной присадки применяют раствор медных солей хлорзамещен-ных кислот в керосине добавляемая к жидкому топливу в количестве 1 % присадка рекомендуется для дизельных и реактивных [c.271]

    Дизельное топливо — керосин, газойль, соляровый дистиллят— используется для поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Экономичность работы дизельных двигателей зависит от фракционного состава и цетанового числа дизельного топлива. Цетановое число характеризует способность топлива давать воспламенение в цилиндре двигателя. Оно определяется сравнением поведения дизельного топлива при использовании его в двигателе с поведением эталонной смеси, состоящей из цетана С бНз4, цетановое число которого принято за 100, и а-метилнафталина С10Н7СН3 с цетановым числом 0. [c.57]

    В зависимости от назначения и области применения различают следующие группы нефтепродуктов 1) топлива — авиационные и автомобильные бензины, тракторный керосин, реактивное топливо, дизельное и котельное топлива 2) растворители — бензин экстракционный, бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности, бензин-растворитель для резиновой промышленности 3) керосины осветительные 4) смазочные масла — индустриальные, масла для двигателей внутреннего сгорания (авиационные, автотракторные, дизельные, моторные), для паровых машин (цилиндровые), турбинные, компрессорные, трансформаторные, судовые и др. 5) твердые и полутвердые углеводороды — вазелин, парафин, церезин, петролатум 6) нефтяные битумы 7) нефтяные кислоты и их производные — мылонафт, асидол, сульфокислоты, жирные кислоты 8) консистентные смазки — солидолы, консталин, вазелин технический, смазки специального назначения 9) разные нефтепродукты — бензол, толуол, ксилолы, нефтяной кокс, присадки и др. [c.31]

    В зависимости от устройства и назначения двигателя различают следующие виды топлпва карбюраторные, т. е. топлива для поршневых двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от искры дизельные — для поршневых двигателей внутреннего сгорания с восплаиененнем от сжатия (дизелей) реактивные — для реактивных двигателей и котельные. [c.32]

    Дизельные двигатели (дизели) являются разновидностью двигателей внутреннего сгорания. Воспла1ленение топлива в них происходит при впрыске топлива в воздух, нагретый до высокой температуры за счет сжатия поршнем. Днзельные двигатели относятся к наиболее экономичным тепловым двигателям, у них меньше расход топлива и выше к. п. д., чем у карбк 1раторных. Дизели установлены на тракторах, тепловозах, морских и речных судах, тяжеловесных грузовых автомобилях (например, КАМАЗ) и автобусах ( Икарус ), используются для передвижных электростанций. [c.344]

    В двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, называемых дизелями, четырехтактный рабочий процесс протекает несколько иначе, чем в двигателях с зажиганием от искры. В дизельном двигателе в первых двух тактах засасывается и сжимается чистый воздух. Температура воздуха в конце хода сжатия достигает 550—650 °С, а давление возрастает до 4 МПа. В конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух шрыскивается в течение определенного времени под большим давлением порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через определенный весьма незначительный момент времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задерокки самовоспламенения. В современных быстроходных двигателях этот период не более 0,002 с. В результате сгорания топлива давление газа достигает 6—10 МПа. Весьма важным для обеспечения плавной, нормальной работы двигателя является скорость нарастания давления газов. Из практики известно, что эта скорость не должна превышать 0,5 МПа на 1° угла поворота коленчатого вала. В противном случае двигатель начинает стучать, работа его становится жесткой , а нагрузка на подшипники чрезмерной. Появление стуков и жесткая работа двигателя тесно связаны с длительностью периода задержки самовоспламенения. Чем продолжительнее этот период, тем большее количество топлива успеет поступить в цилиндр двигателя. В результате — одновременное поопламенение повышенного количества топлива приводит к взрывному характеру сгорания, и давление газов будет нарастать скачкообразно. В двух последующих тактах рабочий ход и выхлоп — происходит рабочее расширение газов и освобождение цилиндра двигателя от продуктов сгорания.  [c.93]

    В нефтеперерабатывающей промышленности в качестве С1.1 )1)Я используют нефть и газ. Из нефти вырабатывают жидкое тои-ЛИВ13 бензин, керосин, реактивное топливо и дизельное горючее для двигателей внутреннего сгорания, мазут, различные смазочные материалы, битумы, синтетические жирные кислоты и Др. [c.9]


Дизельный двигатель и его принцип действия. Как работает дизельный двигатель автомобиля Дизельный двигатель внутреннего сгорания

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

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

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

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

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

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

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

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

Сгорание топлива в дизельном двигателе

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

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

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

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

Разновидности дизельных двигателей

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

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

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

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

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

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

Турбонаддув дизелей

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

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

Плюсы и минусы дизелей

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

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

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

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

    Ежегодно растет количество транспортных средств, характерный звук работающего силового агрегата которых, выдает его тип. Именно дизельным двигателям будет посвящена эта публикация, в которой постараемся максимально описать их особенности, некоторые рабочие характеристики и отличия от бензиновых моторов.

    Отличительные черты дизельных агрегатов, такие как: экономичность, высокие рабочие показатели и топливо, которое стоит дешевле, делают этот вид моторов сегодня еще востребование. Последние модели дизелей по уровню своей шумности и экологическим показателям практически не отличаются от своих бензиновых собратьев , разве что они более экономичны и долговечны.

    Особенности конструкции

    Конструктивно работающие на солярке моторы ничем не отличаются от бензиновых, и имеют те же детали. За исключением того, что клапанные элементы дизелей производятся более усиленными, иначе они не выдержат всей нагрузки. Для сравнения: степень сжатия дизельного силового агрегата 19-24 единицы, а это в два раза выше, нежели у бензинового. По этой причине дизель имеет немного большие габариты и массу.

    Шумная работа этого силового агрегата обусловлена одной его особенностью. Дело в том, что самовоспламенение смеси внутри его цилиндров происходит только в момент возрастания давления. Благодаря этому допускается использование в моторе дешевого топлива (не путать с некачественным), и его работа на необогащенных смесях. За счет этого и достигается экономия. Поскольку агрегат работает на необогащенных смесях, соответственно, его вредные выбросы в атмосферу значительно снижены.

    Единственными минусами дизелей принято считать их шумную работу, сопровождаемую вибрацией, проблемы с пуском в холода и меньшую мощность в литраже. Но, подобные недостатки прерогатива исключительно старых моторов, у современных дизелей (ввиду их конструктивных особенностей) эти проблемы исключены.

    Дизеля с прямым впрыском

    Есть несколько конструкций дизельных моторов, которые отличаются друг от друга строением камеры сгорания. Агрегаты, в которых камера сгорания нераздельна, а впрыск топлива осуществляется непосредственно в пространство над поршнем, называются двигателями с прямым впрыском. Роль камеры сгорания у них играет поршень.

    Не так давно непосредственный впрыск применялся исключительно на низкооборотистых дизелях с повышенным рабочим объемом. Подобная мера связывалась только с проблемами при сгорании топлива, постоянной вибрацией и шумной работой.

    Однако ситуация изменилась с появлением топливного насоса высокого давления, управляемого при помощи электроники, инновационной системы двухуровневого впрыска и решением проблемы неполного сгорания топлива. Подобные мероприятия позволили получить стабильную работу агрегата уже на 4500 об/мин, сделали его более экономичным и малошумным.

    Дизеля с раздельной камерой

    Сегодня этот тип дизельных силовых агрегатов широко распространен на легковых транспортных средствах. Топливо в таком моторе впрыскивается в отдельную камеру, а не в цилиндр. Широко распространена модель вихревой камеры, которая располагается у основания блока цилиндров и через специальный канал соединяется с цилиндром таким образом, чтобы воздух, сжимаясь, попадал в нее, и уже далее закручивался внутри наподобие вихря. Это способствует хорошему насыщению смеси и повышает ее самовоспламенение, которое происходит в вихревой камере и уже далее переходит в основную.


    При такой конструкции мотора давление в его цилиндрах нарастает постепенно, в результате чего уровень шума агрегата значительно снижается, а обороты – повышаются. Практически на 90% дизельного транспорта установлены двигатели с вихревой камерой.

    Топливная система дизелей

    Пожалуй, эта система является важнейшей составной частью дизельного мотора, большей частью характеризующая его эффективность. Ее работа заключается в дозированной подаче топлива под определенным давлением и в определенное время. Повышенные требования к точности ее работы, и наличие высокого давления внутри системы делают этот узел дизельного агрегата дорогостоящим и сложным.

    Состоит система топливоподачи из:

  1. , который обеспечивает подачу солярки к форсункам двигателя по строго заданному циклу, который зависит от работы агрегата и прикладываемых водителем усилий к педали акселератора. Многорежимный ТНВД объединяет в себе работу главного исполнительного устройства, функция которого заключается в обработке команд водителя, и автоматическую систему управления силовым агрегатом.

Управляя педалью акселератора, шофер не уменьшает либо увеличивает подачу рабочей смеси, а всего лишь задает соответствующий режим регуляторам, которые самостоятельно корректируют топливоподачу в зависимости от давления, количества оборотов, положении регуляторов подачи и т. д. Отметим, что большинство выпускаемых сегодня дизельных внедорожников комплектуются распределительным типом ТНВД .

Распределительные ТНВД являются в основном прерогативой дизельных моторов установленных на легковом автотранспорте. Они отличаются правильно отрегулированной топливоподачей и повышенным быстродействием, за счет чего достигается их стабильная работа на высоких оборотах. Однако подобный тип топливных насосов слишком требователен к качеству солярке и ее чистоте, поскольку она смазывает рабочие поверхности их деталей.

  1. Форсунки дизельного мотора являются не менее важным, чем ТНВД элементом системы топливоподачи, которые совместно с топливным насосом осуществляют бесперебойную дозированную подачу рабочей смеси в камеру сгорания. Давление в системе топливоподачи зависит от угла размещения форсунки , а форму топливному факелу, от которой зависит вся правильная последовательность самовоспламенения и сгорания топлива, придает распылитель. Встречается два вида форсунок: многодырчатые либо шрифтовые.

Работа форсунки в дизельном агрегате обусловлена слишком тяжелыми для нее условиями. Это связано с тем, что рабочее движение иглы распылителя в два раза меньше оборотов мотора, при этом распылитель форсунки подвергается постоянному воздействию высокой температуры и топливных взрывов при контакте с камерой сгорания. Соответственно, такой элемент должен быть изготовлен из прочных и теплостойких материалов.

  1. Топливный фильтр, хотя и является простейшим элементом в системе топливоподачи дизеля, все же его отсутствие не сможет обеспечить полноценную работу мотору. Его характеристики (уровень фильтрации и пропускной возможности) обязательно должны быть подобраны в соответствии с типом и показателями мощности силового агрегата. Помимо фильтрации солярки, фильтр еще играет роль отделителя воды. Для этого в его конструкции предусмотрен нижний слив закрытый пробкой. Зачастую на топливный фильтр устанавливается ручная помпа, которая необходима для откачки воздуха из системы.

Редко, но все же бывают топливные фильтры с электроподогревом, который в разы облегчает запуск агрегата в холодное время.

Особенности запуска дизельных моторов

Благодаря предпусковому подогреву возможен холодный запуск двигателя работающего на солярке. Действует предпусковой подогреватель так: внутри камер сгорания располагаются специальные электрические нагреватели – свечи накаливания. В момент включения зажигания эти элементы обеспечивают мгновенный прогрев камер сгорания, облегчая при этом процесс самовоспламенения рабочей смеси. Соответствующий индикатор в салоне сигнализирует о работе системы.

Как только индикатор погас – силовой агрегат прогрелся и готов к пуску. После запуска мотора на нагревательный элемент, в течение 15-20 сек, еще продолжает поступать электропитание. Это позволяет стабилизировать работу еще холодного двигателя. Отметим, что предпусковой подогреватель способен обеспечить свободный пуск мотору (при условии его полной исправности и наличии соответствующего дизтоплива) при температуре до -30 градусов.

Турбированный дизель

Эффективно увеличить мощность дизельного двигателя возможно только с применением турбонаддува . Благодаря ему в цилиндры дизеля при помощи насоса подается больше воздуха, в результате чего возрастает подача смеси, улучшается ее горение и увеличивается мощность мотора. Поскольку выхлопные газы дизельного двигателя имеют большее в 1,5-2 раза давление в отличие от бензиновых агрегатов, их турбокомпрессор работает эффективнее даже на малых оборотах, что позволяет турбированному дизелю избежать провалов в работе (так называемых «турбоям»).

Однако турбодизель не лишен и недостатков, которые в основном заключаются в несовершенстве конструкции турбокомпрессора. Его рабочий ресурс редко превышает пробег в 150 тыс. км, что гораздо меньше ресурса самого агрегата.

Преимущества использования системы Common-Rail

Благодаря системе электронного управления топливоподачей предусмотрен впрыск солярки двумя последовательными дозами в камеру сгорания. Вначале подается небольшая порция, необходимая для разогрева камеры, а после нее – уже основная. Подобная система дозировки топлива очень важна для дизельных силовых агрегатов, поскольку она обеспечивает плавный рост давления внутри камер сгорания, которое обусловлено меньшей шумностью мотора и его стабильной работой.

Применение системы Common-Rail позволяет сократить потребление топлива на 20%, при этом на 25% повысить крутящий момент коленвала при работе двигателя на низких оборотах.

Видео покажет устройство и принцип работы дизельного двигателя:

Видео расскажет о эксплуатации современных дизельных двигателей:

Того же года он был успешно испытан. Дизель активно занялся продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной практическое применение такого двигателя было ограниченным: он уступал паровым машинам того времени по размерам и весу.

Первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах. Интересно, что первоначально в качестве идеального топлива он предлагал каменноугольную пыль. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; также возникали большие проблемы с подачей пыли в цилиндры.

Принцип работы

Четырёхтактный цикл

  • 1-й такт. Впуск . Соответствует 0° — 180° поворота коленвала. Через открытый ~от 345-355° впускной клапан воздух поступает в цилиндр, на 190-210° клапан закрывается. По крайней мере до 10-15° поворота коленвала одновременно открыт выхлопной клапан, время совместного открытия клапанов называется перекрытием клапанов .
  • 2-й такт. Сжатие . Соответствует 180° — 360° поворота коленвала. Поршень, двигаясь к ВМТ (верхней мёртвой точке), сжимает воздух в 16(в тихоходных)-25(в быстроходных) раз.
  • 3-й такт. Рабочий ход, расширение . Соответствует 360° — 540° поворота коленвала. При распылении топлива в горячий воздух происходит инициация сгорания топлива, то есть частичное его испарение, образование свободных радикалов в поверхностных слоях капель и в парáх, наконец, оно вспыхивает и сгорает по мере поступления из форсунки, продукты горения, расширяясь, двигают поршень вниз. Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем мёртвой точки вследствие некоторой инертности процесса горения. Отличие от опережения зажигания в бензиновых двигателях в том, что задержка необходима только из-за наличия времени инициации, которое в каждом конкретном дизеле — величина постоянная и изменению в процессе работы не подлежит. Сгорание топлива в дизеле происходит, таким образом, длительно, столько времени, сколько длится подача порции топлива из форсунки. Вследствие этого рабочий процесс протекает при относительно постоянном давлении газов, из-за чего двигатель развивает большой крутящий момент. Из этого следуют два важнейшие вывода.
    • 1. Процесс горения в дизеле длится ровно столько времени, сколько требуется для впрыска данной порции топлива, но не дольше времени рабочего хода.
    • 2. Соотношение топливо/воздух в цилиндре дизеля может существенно отличаться от стехиометрического, причем очень важно обеспечить избыток воздуха, так как пламя факела занимает небольшую часть объема камеры сгорания и атмосфера в камере должна до последнего обеспечить нужное содержание кислорода. Если этого не происходит, возникает массивный выброс несгоревших углеводородов с сажей — «тепловоз „даёт“ медведя».).
  • 4-й такт. Выпуск . Соответствует 540° — 720° поворота коленвала. Поршень идёт вверх, через открытый на 520-530° выхлопной клапан поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра.

В зависимости от конструкции камеры сгорания, существует несколько типов дизельных двигателей:

  • Дизель с неразделённой камерой : камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. Главное достоинство — минимальный расход топлива. Недостаток — повышенный шум («жесткая работа»), особенно на холостом ходу. В настоящее время ведутся интенсивные работы по устранению указанного недостатка. Например, в системе Common Rail для снижения жёсткости работы используется (зачастую многостадийный) предвпрыск.
  • Дизель с разделённой камерой : топливо подаётся в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (она называется вихревой либо предкамерой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в оную камеру, интенсивно завихрялся. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемого топлива с воздухом и более полному сгоранию топлива. Такая схема долго считалась оптимальной для легких дизелей и широко использовалась на легковых автомобилях. Однако, вследствие худшей экономичности, последние два десятилетия идёт активное вытеснение таких дизелей двигателями с нераздельной камерой и с системами подачи топлива Common Rail.

Двухтактный цикл

Продувка двухтактного дизельного двигателя: внизу — продувочные окна, выпускной клапан верху открыт

Кроме вышеописанного четырёхтактного цикла, в дизеле возможно использование двухтактного цикла .

При рабочем ходе поршень идёт вниз, открывая выпускные окна в стенке цилиндра, через них выходят выхлопные газы, одновременно или несколько позднее открываются и впускные окна, цилиндр продувается свежим воздухом из воздуходувки — осуществляется продувка , совмещающая такты впуска и выпуска. Когда поршень поднимается, все окна закрываются. С момента закрытия впускных окон начинается сжатие. Чуть не достигая ВМТ, из форсунки распыляется и загорается топливо. Происходит расширение — поршень идёт вниз и снова открывает все окна и т. д.

Продувка является врожденным слабым звеном двухтактного цикла. Время продувки, в сравнением с другими тактами, невелико и увеличить его невозможно, иначе будет падать эффективность рабочего хода за счет 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 — еще — 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. Если отработавшие газы выпускаются через клапан в головке цилиндра, а окна используются только для впуска свежего воздуха, продувка называется клапанно-щелевой. Существуют двигатели, где в каждом цилиндре находятся два встречно двигающихся поршня; каждый поршень управляет своими окнами — один впускными, другой выпускными (система Фербенкс-Морзе — Юнкерса — Корейво : дизели этой системы семейства Д100 использовались на тепловозах ТЭ3 , ТЭ10 , танковых двигателях 4ТПД, 5ТД(Ф) (Т-64), 6ТД (Т-80УД), 6ТД-2 (Т-84), в авиации — на бомбардировщиках Junkers (Jumo 204, Jumo 205).

В двухтактном двигателе рабочие ходы происходят вдвое чаще, чем в четырёхтактном, но из-за наличия продувки двухтактный дизель мощнее такого же по объёму четырёхтактного максимум в 1,6-1,7 раз.

В настоящее время тихоходные двухтактные дизели весьма широко применяются на больших морских судах с непосредственным (безредукторным) приводом гребного винта. Ввиду удвоения количества рабочих ходов на одних и тех же оборотах двухтактный цикл оказывается выгодным при невозможности повысить частоту вращения, кроме того, двухтактный дизель технически проще реверсировать; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100 000 л.с.

В связи с тем, что организовать продувку вихревой камеры (или предкамеры) при двухтактном цикле сложно, двухтактные дизели строят только с неразделёнными камерами сгорания.

Варианты конструкции

Для средних и тяжелых двухтактных дизельных двигателей характерно применение составных поршней, в которых используется стальная головка и дюралевая юбка. Основной целью данного усложнения конструкции является снижение общей массы поршня при сохранении максимально возможной жаростойкости донышка. Очень часто используются конструкции с масляным жидкостным охлаждением.

В отдельную группу выделяются четырехтактные двигатели, содержащие в конструкции крейцкопф . В крейцкопфных двигателях шатун присоединяется к крейцкопфу — ползуну, соединенному 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 дизеля.

Реверсивные двигатели

Сгорание впрыскиваемого в цилиндр дизеля топлива происходит по мере впрыска. Потому дизель выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине и ввиду более высокой экономичности в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями . Например, в России в 2007 году почти все грузовики и автобусы были оснащены дизельными двигателями (окончательный переход этого сегмента автотранспорта с бензиновых двигателей на дизели планировалось завершить к 2009 году) . 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) и сажа (или её производные) в форме чёрного дыма. Больше всего загрязняют атмосферу в России дизели грузовиков и автобусов , которые часто являются старыми и неотрегулированными.

Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более, что в них не используется система зажигания . Вместе с высокой топливной экономичностью это стало причиной широкого применения дизелей на танках, поскольку в повседневной небоевой эксплуатации уменьшался риск возникновения пожара в моторном отделении из-за утечек топлива. Меньшая пожароопасность дизельного двигателя в боевых условиях является мифом, поскольку при пробитии брони снаряд или его осколки имеют температуру, сильно превышающую температуру вспышки паров дизельного топлива и так же способны достаточно легко поджечь вытекшее горючее. Детонация смеси паров дизельного топлива с воздухом в пробитом топливном баке по своим последствиям сравнима со взрывом боекомплекта, в частности, у танков Т-34 она приводила к разрыву сварных швов и выбиванию верхней лобовой детали бронекорпуса. С другой стороны, дизельный двигатель в танкостроении уступает карбюраторному в плане 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).

Конечно, существуют и недостатки, среди которых — характерный стук дизельного двигателя при его работе. Однако, они замечаются в основном владельцами автомобилей с дизельными двигателями, а для стороннего человека практически незаметны.

Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость использования стартёра большой мощности, помутнение и застывание (запарафинивание) летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность и более высокая цена в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются прецизиоными устройствами. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизель-моторы обладают более ровным и высоким крутящим моментом в своём рабочем объёме. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов, работающих при температуре отработавших газов свыше 300 °C, которые окисляют только CO и CH до безвредных для человека углекислого газа (CO 2) и воды. 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 дизелей так называемой системы Common rail . В данном типе дизелей 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 — дизель-мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров (сложности) и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар (приблизительно эквивалентно «атмосфер»), то в новейших системах «Common-rail» оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар, что влечёт за собой немалые проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей 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 дизеля 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 остается 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. Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизель-моторов стало наличие турбонагнетателя, а в последние годы — и «интеркулера » — устройства, охлаждающего воздух после сжатия турбонагнетателем — чтобы после охлаждения получить большую массу воздуха (кислорода) в камере сгорания при прежней пропускной способности коллекторов, а Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизель-моторов, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.

В своей основе конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако, аналогичные детали у дизеля тяжелее и более устойчивы к высоким давлениям сжатия, имеющим место у дизеля, в частности, хон на поверхности зеркала цилиндра более грубый, но твёрдость стенок блока цилиндров выше. Головки поршней, однако, специально разработаны под особенности сгорания в дизельных двигателях и почти всегда рассчитаны на повышенную степень сжатия. Кроме того, головки поршней в дизельном двигателе находятся выше (для автомобильного дизеля) верхней плоскости блока цилиндров. В некоторых случаях — в устаревших дизелях — головки поршней содержат в себе камеру сгорания («прямой впрыск»).

Сферы применения

Дизельные двигатели применяются для привода стационарных силовых установок, на рельсовых (тепловозы , дизелевозы , дизель-поезда , автодрезины) и безрельсовых (автомобили , автобусы , грузовики) транспортных средствах, самоходных машинах и механизмах (тракторы , асфальтовые катки, скреперы и т. д.), а также в судостроении в качестве главных и вспомогательных двигателей.

Мифы о дизельных двигателях

Дизельный двигатель с турбонаддувом

  • Дизельный двигатель слишком медленный.

Современные дизельные двигатели с системой турбонаддува гораздо эффективнее своих предшественников, а иногда и превосходят своих бензиновых атмосферных (без турбонаддува) собратьев с таким же объёмом. Об этом говорит дизельный прототип Audi R10, выигравший 24-х часовую гонку в Ле-Мане, и новые двигатели BMW , которые не уступают по мощности атмосферным (без турбонаддува) бензиновым и при этом обладают огромным крутящим моментом.

  • Дизельный двигатель слишком громко работает.

Громкая работа двигателя свидетельствует о неправильной эксплуатации и возможных неисправностях. На самом деле некоторые старые дизели с непосредственным впрыском действительно отличаются весьма жёсткой работой. С появлением аккумуляторных топливных систем высокого давления («Common-rail») у дизельных двигателей удалось значительно снизить шум, прежде всего за счёт разделения одного импульса впрыска на несколько (типично — от 2-х до 5-ти импульсов).

  • Дизельный двигатель гораздо экономичнее.

Основная экономичность обусловлена более высоким КПД дизельного двигателя. В среднем современный дизель расходует топлива до 30 % меньше . Срок службы дизельного двигателя больше бензинового и может достигать 400-600 тысяч километров. Запчасти для дизельных двигателей несколько дороже, стоимость ремонта так же выше, особенно топливной аппаратуры. По вышеперечисленным причинам, затраты на эксплуатацию дизельного двигателя несколько меньше, чем у бензинового. Экономия по сравнению с бензиновыми моторами возрастает пропорционально мощности, чем определяется популярность использования дизельных двигателей в коммерческом транспорте и большегрузной технике.

  • Дизельный двигатель нельзя переоборудовать под использование в качестве топлива более дешёвого газа.

С первых моментов построения дизелей строилось и строится огромное количество их, рассчитанных для работы на газе разного состава. Способов перевода дизелей на газ, в основном, два. Первый способ заключается в том, что в цилиндры подаётся обеднённая газо-воздушная смесь, сжимается и поджигается небольшой запальной струёй дизельного топлива. Двигатель, работающий таким способом, называется газодизельным. Второй способ заключается в конвертации дизеля со снижением степени сжатия, установкой системы зажигания и, фактически, с построением вместо дизеля газового двигателя на его основе.

Рекордсмены

Самый большой/мощный дизельный двигатель

Конфигурация — 14 цилиндров в ряд

Рабочий объём — 25 480 литров

Диаметр цилиндра — 960 мм

Ход поршня — 2500 мм

Среднее эффективное давление — 1,96 МПа (19,2 кгс/см²)

Мощность — 108 920 л.с. при 102 об/мин. (отдача с литра 4,3 л.с.)

Крутящий момент — 7 571 221 Н·м

Расход топлива — 13 724 литров в час

Сухая масса — 2300 тонн

Габариты — длина 27 метров, высота 13 метров

Самый большой дизельный двигатель для грузового автомобиля

MTU 20V400 предназначен, для установки на карьерный самосвал БелАЗ-7561.

Мощность — 3807 л.с. при 1800 об/мин. (Удельный расход топлива при номинальной мощности 198 г/кВт*ч)

Крутящий момент — 15728 Н·м

Самый большой/мощный серийный дизельный двигатель для серийного легкового автомобиля

Audi 6.0 V12 TDI с 2008 года устанавливается на автомобиль Audi Q7 .

Конфигурация — 12 цилиндров V-образно, угол развала 60 градусов.

Рабочий объём — 5934 см³

Диаметр цилиндра — 83 мм

Ход поршня — 91,4 мм

Степень сжатия — 16

Мощность — 500 л.с. при 3750 об/мин. (отдача с литра — 84,3 л.с.)

Крутящий момент — 1000 Нм в диапазоне 1750-3250 об/мин.

Описание конструкции

Дизельный двигатель — это двигатель с возвратно-поступательным движением поршней, имеющий такую же базовую конструкцию и рабочий цикл, что и бензиновый двигатель. Главное отличие между дизельным двигателем и бензиновым двигателем заключается в используемом топливе и способе воспламенения топлива для обеспечения его сгорания.

Работа

В дизельных двигателях для зажигания воздушно-топливной смеси в камере сгорания используется теплота сжатия. Такое зажигание выполняется с использованием высокого давления сжатия и дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания под очень высоким давлением. Комбинация дизельного топлива и высокого давления сжатия обеспечивает самовоспламенение, позволяющее начать цикл сгорания.

Блок цилиндров

Блоки цилиндров дизельного и бензинового двигателя аналогичны друг другу, но в их конструкции имеются некоторые различия. В большинстве дизельных двигателей используются гильзы цилиндров, а не цилиндры, выполненные как часть блока. При использовании гильз цилиндров может быть выполнен ремонт, позволяющий эксплуатировать двигатель в течение длительного времени. На тех дизельных двигателях, в которых не используют гильзы цилиндров, стенки цилиндра толще, чем стенки на бензиновом двигателе с аналогичным рабочим объемом. Для увеличения опорной поверхности коленчатого вала дизельные двигатели имеют более тяжелые и более толстые коренные перемычки.

Мокрые гильзы цилиндров

Мокрые гильзы цилиндров, используемые в дизельных двигателях, аналогичны используемым в бензиновых двигателях. Физические размеры гильз могут отличаться, чтобы соответствовать рабочим условиям дизельного двигателя.

Коленчатый вал

Коленчатый вал, используемый в дизельных двигателях имеет конструкцию, аналогичную конструкции коленчатого вала на бензиновых двигателях, но с двумя отличиями:

Коленчатые валы дизельных двигателей обычно кованые, а не литые. Ковка делает коленчатый вал более прочным.
. Шейки коленчатого вала дизельного двигателя обычно больше по размеру, чем шейки коленчатого вала бензинового двигателя.
Увеличение шеек позволяют коленчатому валу выдерживать большие нагрузки.

Шатуны

Шатуны, используемые в дизельных двигателях, обычно изготавливаются из кованной стали. Шатуны дизельных двигателей отличаются от шатунов бензиновых двигателей тем, что крышки смещены и имеют мелкие зубья на поверхности сопряжения с шатуном. Конструкция со смещением и мелкими зубьями помогает удерживать крышку на месте и уменьшает нагрузку на болты шатуна.

Поршни и поршневые кольца

Поршни, используемые в дизельных двигателях, предназначенных для работы в легких условиях, выглядят аналогично поршням, используемым в бензиновых двигателях. Дизельные поршни тяжелее чем поршни бензиновыхдвигателей, потому что дизельные поршни обычно изготавливаются из кованной стали, а не из алюминия, и больше внутренняя толщина материала.

Компрессионные кольца, используемые в дизельных двигателях, обычно изготавливаются из чугуна и часто покрываются хромом и молибденом, что позволяет уменьшить трение.

Головка цилиндров

Внешне головка цилиндров дизельного двигателя во многом выглядит подобно головке цилиндров бензинового двигателя. Но имеется много внутренних конструктивных различий, которые делают дизельные двигатели иными, оригинальными.

На дизельном двигателе сама головка цилиндров должна быть намного более прочной и более тяжелой, чтобы выдержать большие тепловые нагрузки и воздействие давления. Конструкция камеры сгорания и воздушные каналы на дизельных двигателях могут быть более сложными, чем на бензиновом двигателе.

В дизельных двигателях используются несколько конструкций камер сгорания, но две конструкции наиболее распространены: неразделенная камера сгорания и вихревая камера.

Конструкция с неразделенной камерой сгорания

Наиболее распространенный тип камеры сгорания для дизельного двигателя — это неразделенная камера, также известная как камера сгорания с прямым впрыскиванием. В неразделенной конструкции обеспечение турбулентности (завихрения) впускаемого воздуха происходит за счет формы канала впуска воздуха. Топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания.

Конструкция с вихревой камерой

В конструкции с вихревой камерой используются по две камеры сгорания для каждого цилиндра. Главная камера соединяется узким каналом с меньшей по размеру вихревой камерой. В вихревой камере находится топливная форсунка. Вихревая камера предназначается для обеспечения начала процесса сгорания. Впускаемый воздух вводится в вихревую камеру через узкий канал. Затем в вихревую камеру впрыскивается топливо, и образуемая смесь загорается. После этого горящая смесь входит в главную камеру сгорания, где и заканчивает свое горение, заставляя поршень перемещаться вниз.

Клапаны и седла клапанов

Клапаны дизельного двигателя изготавливаются из специальных сплавов, которые способны хорошо работать при высоком теплообразовании и давлении, характерным для дизельного двигателя. Некоторые клапаны частично заполняются натрием, который помогает отводить тепло. Большой процент от тепла передается от головки клапана седлу клапана. Для обеспечения соответствующей теплопередачи особое внимание должно быть уделено ширине седла клапана.

Широкое седло клапана имеет преимущество, заключающееся в способности передавать большее количество тепла. Однако, широкое седло клапана имеет и большую возможность накопления отложений нагара, которые могут стать причиной протечек в клапане. Узкое седло клапана обеспечивает лучшее уплотнение, чем широкое седло клапана, но не передает такое же количество тепла. В дизельном двигателе необходим компромисс между широкими и узкими седлами клапанов.

В дизельных двигателях часто используются вставные седла клапанов. Вставки имеют преимущество, заключающееся в возможности их замены. Вставные седла клапанов изготавливаются из специальных металлических сплавов, которые выдерживают воздействие тепла и давления дизельного двигателя.

Система подачи топлива

Обычная конструкция

В обычной системе подачи дизельного топлива топливо вытягивается из топливного бака, отфильтровывается и подается к насосу высокого давления. Топливо под высоким давлением доводится до требуемого давления и подается к топливному коллектору, который питает топливные форсунки. Система управления впрыскиванием в соответствующие моменты времени активизирует форсунки, которые на ходе сжатия поршня впрыскивают топливо для его последующего сгорания.

Конструкция с общим топливным коллектором («Common rail»)

В дизельных двигателях с общим топливным коллектором используются независимые системы создания давления топлива и впрыскивания топлива. Топливный насос высокого давления вытягивает топливо от бака и подает его через регулятор давления к общему топливному коллектору. Насос высокого давления состоит из перекачивающего насоса низкого давления и камеры высокого давления. Впрыскивание топлива управляется модулем управления силовым агрегатом (РСМ) и модулем управления форсунками (IDM), который регулирует продолжительность открытого состояния форсунок в зависимости от рабочих условий двигателя.

В конструкции с общим топливным коллектором уровень токсичности отработавших газов значительно уменьшен и минимизирован шум при работе. Все это следствие большего управления процессом сгорания. Регулировка давления топлива и фазы работы форсунок управляются ЮМ и РСМ. Также изменена конструкция форсунки, которая теперь позволяет выполнять предварительное(пред-впрыскивание)и заключительное (пост-впрыскивание) впрыскивание топлива на различных стадиях хода сжатия и рабочего хода.

Улучшенное управление подачей топлива позволяет обеспечивать более чистое, более устойчивое сгорание и создавать требуемое давление в цилиндрах. Это оказывает влияние на уменьшение токсичности выхлопа и шума при работе.

Система смазки

Система смазки, используемая в дизельных двигателях, по принципу действия аналогична системам бензиновых двигателей. Большинство дизельных двигателей имеют маслоохладитель того или иного типа, помогающий отводить тепло от масла. Масло течет под давлением по каналам двигателя и возвращается к картеру двигателя.

Смазочное масло, используемое в дизельных двигателях, отличается от масла, используемого в бензиновых двигателях. Специальное масло необходимо по той причине, что при работе дизельного двигателя происходит большее загрязнение масла, чем в бензиновом двигателе. Высокое содержание углерода в дизельном топливе заставляет масло, используемое в дизельных двигателях, изменять свой цвет вскоре после начала его использования. Должно использоваться только такое моторное масло, которое предназначено специально для дизельных двигателей.

Система охлаждения

Система охлаждения дизельного двигателя обычно имеет больший заправочный объем, чем система охлаждения бензинового двигателя. Температура внутри дизельного двигателя должна тщательно контролироваться, потому что для самовоспламенения топлива используется тепло.

Если температура двигателя слишком низкая, возникают следующие проблемы:

Повышенный износ
. Плохая экономия топлива
. Скапливание воды и отстоя в картере двигателя
. Потеря мощности

Если температура двигателя слишком высокая, возникают следующие проблемы:

Повышенный износ
. Задиры
. Детонация
. Прогорание поршней и клапанов
. Проблемы со смазкой
. Заклинивание движущихся частей
. Потеря мощности

Система впрыскивания топлива

Дизельный двигатель работает по принципу самовоспламенения. Впускаемый воздух и топливо сжимаются в камере сгорания так сильно, что молекулы нагреваются и загораются без помощи внешней искры зажигания. Степень сжатия дизельного двигателя намного выше, чем степень сжатия бензинового двигателя. Значение степени сжатия в дизельных двигателях с прямым забором воздуха равняется приблизительно 22:1. Турбодизельные двигатели имеют степень сжатия в диапазоне 16.5-18.5:1. Создается давление сжатия, и температура воздуха возрастает приблизительно с 500 °С до 800 °С (от 932 °F до 1 472 °F).

Дизельные двигатели могут работать только с системой впрыскивания топлива. Смесеобразование происходит только в фазе впрыскивания и сгорания топлива.

В конце хода сжатия топливо впрыскивается в камеру сгорания, где оно смешивается с горячим воздухом и загорается. Качество этого процесса сгорания зависит от качества смесеобразования. Т.к. топливо впрыскивается столь поздно, оно не имеет много времени для смешивания с воздухом. В дизельном двигателе соотношение «воздух -топливо» постоянно поддерживается на уровне больше чем 17:1, таким образом обеспечивается сгорание всего топлива. За более подробной информацией обратитесь к публикации «Работа двигателя и его систем».

Есть у японских производителей надежные дизельные двигатели. И какой же самый надежный дизельный двигатель из всех надежных в Японии?

Давайте рассмотрим наиболее распространенные современные дизельные двигатели японского автопрома.

Что из себя представляют эти дизеля, какие слабые и сильные стороны японских дизелей. Они сейчас доминируют в основном в Европе, но довольно часто стали появляться и в России.

Но, к сожалению у них тоже есть проблемы, когда их пробеги переваливают за сто тысяч километров пробега, и даже у некоторых до ста тысяч.

Осторожность поставок дизельных моторов из Японии обусловлена их капризному отношению к топливу. Их топливная система довольно слабая к применению нашего дизельного топлива.

Еще одна проблема, это наличие запасных частей. Не оригинальных зап.частей от надежных производителей практически нет. Китайские появляются, но качество их оставляет желать лучшего и совсем не соответствует японскому качеству.

Отсюда и продиктована их очень высокая цена, много выше чем на немецкие зап.части. В Европе много заводов, выпускающих запасные части достойного качества и по ценам, значительно ниже, чем оригинальные.

Самый надежный дизельный двигатель из Японии

Так всё же какой самый надежный дизельный двигатель из Японии? Давайте выстроим по ранжиру ТОП-5 самых лучших дизельных двигателей.

5 место

На пятое место смело можно поставить двигатель объемом 2,0 литра Субару (Subaru). Четырехцилиндровый, турбированный, оппозитный, 16-ти клапанный. Система впуска Common Rail.

Нужно сказать, это единственный в мире оппозитный дизельный двигатель.

Оппозитный двигатель, это когда взаимные пары поршней работают в горизонтальной плоскости. В такой компоновке не требуется тщательная баласировка коленвалов.

Слабые стороны этого двигателя, это двухмассовый маховик, он выходил из строя даже до пяти тысяч километров пробега. Растрескивание коленчатого вала, до 2009 года разрушались коленчатые валы и опоры вала.

Этот двигатель очень интересен по своей конструкции, с хорошими характеристиками, но отсутствие на такие двигатели зап.частей сводит на нет его преимущества. Поэтому ему в японском ряде дизелей отводим пятое почетное место.

4 место

На четвертое место воодрузим двигатель Mazda 2,0 MZR-CD. Этот дизель стали выпускать с 2002 года, и устанавливать на автомобиль Mazda 6, Mazda 6, MPV. Это был первый мотор Мазды с системой Common Rail.

Четыре цилиндра, 16 клапанов. Две версии — 121 л.с. и 136 л.с., причем оба развивали момент силы 310 Нм при 2000 об/мин.

В 2005 году пережил модернизацию, с усовершенствованной системой впрыска и новым ТНВД. Снижена степень сжатия и адаптация мотора с катализатором выброса вредных газов. Мощность стала 143 л.с.

Через два года вышла версия с мотором в 140 л.с., в 2011 году этот двигатель исчез из линейки устанавливаемых двигателей по неизвестным причинам.

Этот двигатель спокойно выхаживал 200 000 километров, после чего надо было менять турбину и двухмассовый маховик.

При покупке следует внимательно изучать его историю, а лучше снять поддон и посмотреть маслосборник.

3 место

Тоже маздовский двигатель, Mazda 2,2 MZF-CD. Тот же двигатель увеличенного, но увеличенного объема. Инженеры постарались устранить все косяки старого двухлитрового двигателя.

Кроме увеличенного объема, модернизрована система впрыска , установлена другая турбина. На этом моторе они поставили пьезофорсунки, изменили степень сжатия и кардинально подвергли изменениям сажевый фильтр из-за которого были все проблемы предыдущей модели двухлитрового двигателя.

Но всемирная борьба за экологию, как в Европе так и в Японии, добавляет гимороя всем двигателям, так и на этом устанавливается система, с добавлением мочевина в дизельную топливную смесь.

Это все снижает выхлоп до Евро5, но как всегда, у нас в России это прибавляет проблем всем без исключения современным дизельным двигателям. Это просто решается у нас, выкидывается сажевый фильтр и глушится клапан дожигания несгоревшего выхлопа.

В остальном двигатель надежный и неприхотливый

2 место

Двигатель Toyota 2.0/2.2 D-4D.

Первый двухлитровый Toyota 2.0 D-4D CD появился в 2006 году. Четырехцилиндровый, восьми-клапанный, чугунный блок, ременный привод ГРМ, 116 л.с. Двигателя шли с индексом «CD».

Жалобы на этот двигатель были очень редки, все они сводились только к форсункам и к системе рециркуляции выхлопных газов. В 2008 году был снят с производства, а взамен был пущен новый, с объемом 2,2 литра.

Toyota 2.0/2.2 D-4D AD

Уже стали делать цепным, на четыре цилиндра уже 16 клапанов. Блок стали делать алюминиевый с чугунными гильзами. Индекс этого двигателя стал «AD».

Двигателя выпускаются как 2,0 литров, так и 2,2.

Самые хорошие отзывы о таком двигателе, и хорошая отдача, и малый расход топлива. Но были и жалобы, основная из них, это окисление алюминиевой головки в месте прикосновения с прокладкой ГБЦ, примерно в период 150-200 тыс.км. пробега.

Замена прокладки головки блока не помогает, только шлифовка ГБЦ и блока, а эта процедура возможна только со снятием двигателя. И такой ремонт возможен только один раз, второй шлифовки головки и блока мотор не выдержит, глубина будет критичной с возможностью встречи клапанов с головкой. Поэтому, если мотор проходил 300-400 тысяч километров, с одной шлифовкой, его только на замену. Хотя это очень приличный ресурс.

Toyota в 2009 году решила эту проблему, с такими неисправностями они даже меня ли по гарантии моторы на новые за свой счет. Но проблема, очень редко, но встречается. В основном у тех, кто не слабо зажигает на самой сильной версии этой модели двигателя 2,2 литра.

Такие двигатели до сих пор выпускаются и устанавливаются на различные модели автомобилей: Raf4, Avensis, Corolla, Lexus IS и другие.

1 место

Дизельный мотор Honda 2.2 CDTi. Самый надежный малолитражный дизельный двигатель. Очень производительный и очень экономичный дизельный двигатель.

Четырехцилиндровый, 16-ти клапанный, с турбонаддувом переменной производительности, с системой впрыска Common Rail, гильзованный алюминиевый блок.

Форсунки применяются Bosch, а не капризные и дорогие японские Denso.

Предшественник этого двигателя был построен еще в 2003 году с маркировкой 2.2 i-CTDi. Он оказался очень удачным. Беспроблемный, динамичный и экономичный в потреблении топлива.

Современный рассматриваемый двигатель Honda 2.2 CDTi появился в 2008 году.

Типичных неисправностей конечно не миновал, но все они встречались крайне редко. Трещины выпускного коллектора, но они возникали в первых выпусках, японцы отреагировали и в последующих выпусках такого не наблюдалось.

Иногда встречались неисправности натяжителя цепи газораспределительного механизма. Так же иногда преждевременно появлялся люфт вала турбины.

Все эти неисправности возникали от чрезмерных постоянных нагрузок и плохого обслуживания.

Этот двигатель хондовцы устанавливали на моделях Honda Civic, Accord, CR-V и других.

Безусловно, этот двигатель обладает самым меньшим числом отказов и поломок по отношению ко всем остальным моторам японских автопроизводителей.

Ставим ему пять баллов из пяти, присваиваем ему Первое почетное место и желаем вам иметь на своем автомобиле подобный.

Система питания дизельного двигателя. Грузовые автомобили. Система питания

Система питания дизельного двигателя

В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие в цилиндрах двигателя создается температура превышающая температуру воспламенения дизельного топлива. Это отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей. Все отечественные дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно – шатунного механизма, газораспределительного механизма, а также приборы системы питания у них одинаковые. По сравнению с карбюраторными двигателями они более экономичны, надежны, а также способны работать на более дешевом и тяжелом топливе.

В дизельных двигателях осуществляется внутреннее смесеобразование. В цилиндры двигателя подается дозированная порция топлива под большим давлением. За счет перепада давлений между распыливающими отверстиями форсунки и камерой сгорания и происходит процесс впрыска топлива. Поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры 600°С воздух, впрыскивается дизельное топливо, которое загорается без наличия свечи зажигания. С помощью топливного насоса высокого давления топливо подается из топливного бака, через топливный фильтр в систему питания двигателя. Топливо испаряется и смешивается с воздухом, что обеспечивает полное и быстрое сгорание топлива. Процесс начинается с момента впрыскивания топлива из распылителя форсункой и заканчивается полным сгоранием топлива. Топливный фильтр задерживает различные примеси и грязи. Топливо в систему подается только в том случае, если в системе нет воздуха, в насосе создается необходимое для впрыска давление и топливо распределяется по цилиндрам. Так как дизельное топливо не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает, и канал поступления топлива закрывается. Масло для смазывания деталей топливного насоса подается под давлением из общей смазочной системы двигателя.

Процесс смесеобразования в дизельных двигателях включает в себя несколько стадий:

– распыливание топлива;

– развитие топливного факела;

– прогрев;

– испарение;

– перегрев топливных паров;

– смешивание топливных паров с воздухом.

К дизельному топливу предъявляются высокие требования по степени очистки топлива от механических примесей, перед заправкой топливо должно отстояться. Недостатком дизельных двигателей является слишком малое время необходимое на распыливание, смесеобразование и сгорание топлива, оно примерно в десять раз меньше, чем у двигателей с внешним смесеобразованием и равно 0,001 – 0,003 с. Топливо необходимо впрыскивать в строго определенные фазы цикла, что не всегда получается при работе дизеля на всех возможных режимах.

В дизельных двигателях наибольшее распространение получили две схемы подачи топлива: разделенная и неразделенная. В разделенной системе топливо от насоса высокого давления подается по топливопроводам к форсункам. В неразделенной системе топливный насос и форсунка объединены в один узел – насос – форсунку.

Рассмотрим принцип работы разделенной системы питания дизельного двигателя.

Рис. Система питания дизельного двигателя. 1 – топливный бак, 2 – топливоподкачивающий насос, 3 – фильтр тонкой очистки, 4 – топливный насос высокого давления, 5 – форсунки, 6 – фильтр грубой очистки топлива.

Во время работы двигателя топливо из топливного бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 2 через фильтр грубой очистки топлива 6, где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо нагнетается подкачивающим насосом, через фильтр тонкой очистки 3 в топливный насос высокого давления 4. Затем топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам 5, которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Несмотря ни на что, впрыскиваемое в камеру сгорания топливо, распределяется неравномерно и процесс сгорания происходит не полностью. Для более полного сгорания топлива, работа дизельных двигателей происходит при высоком коэффициенте избытка воздуха, что приводит к понижению среднего эффективного давления, литровой мощности и к увеличению веса двигателя. В топливный насос избыточное количество топлива подается подкачивающим насосом. Излишки топлива отводятся из топливного насоса по перепускной трубке во впускную часть подкачивающего насоса, через клапан, находящийся в штуцере топливопровода. Воздух в цилиндры подается через впускной коллектор (трубопровод), предварительно пройдя через воздухоочиститель (воздушный фильтр).

Топливо, впрыскиваемое форсунками, попадает в среду сжатого и нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Отработавшие газы после сгорания, выходят из цилиндров двигателя через выпускной трубопровод и глушитель в окружающую среду.

Распрыскивание топлива и распределение его в воздушной среде камеры сгорания зависит от :

– конструктивных параметров двигателя;

– давления впрыска;

– особенностей процесса, протекающего в цилиндре двигателя;

– других факторов.

Энергетические и экономические показатели двигателя зависят от качества распыливаемого топлива, от того, как происходит процесс сгорания в двигателе.

К корпусу топливного насоса у дизельных двигателей в задней части установлен регулятор частоты вращения коленчатого вала . В зависимости от нагрузки двигателя он автоматически изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя и автоматически поддерживает частоту вращения коленчатого вала, заданную водителем.

Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания дизельного двигателя насосом высокого давления. Тонкость распыливания топлива характеризуется средним диаметром капель топлива.

Качество распыливания улучшается, если:

– повышается давление впрыска и увеличивается скорость струи;

– увеличивается противодавление воздуха, сжатого в камере сгорания;

– при переходе к меньшим диаметрам распыливающих отверстий форсунки.

Все детали форсунки размещены в стальном корпусе. Основная часть форсунки – корпус и игла.

Рис. Форсунка. А – устройство, б – схема работы, 1 – колпак, 2 – штуцер для топливопровода, 3 – сетчатый фи льтр, 4 – гайка распылителя, 5 – корпус распылителя, 6 – запорная игла распылителя, 7 – штифт, 8 – корпус, 9 – штанга, 10 – пружина, 11 – регулировочный винт, 12 – контргайка, А – канал, Б – камера распылителя.

Силой упругости пружины 10, передаваемой через штангу 6, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.

Подъем запорной иглы производится автоматически, под давлением топлива, нагнетаемого насосом. Давление топлива действует снизу на иглу, превышает усилие пружины, стремящейся удерживать иглу в опущенном состоянии. Топливо поступает к соплам распыливающих отверстий и через них впрыскивается в камеру сгорания. Такой способ подъема запорной иглы называется гидравлическим.

Диаметр и расположение сопловых отверстий зависят от принятого способа смесеобразования и формы камеры сгорания. Размеры, взаиморасположение и качество изготовления сопловых отверстий в значительной мере предопределяют форму и направление струи, тонкость и однородность распыливания и равномерное распределение частиц распыленного топлива в камере сгорания.

Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют.

На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.

В фильтре грубой очистки установлен сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с размерами ячейки 0.09 мм. Поверх сетчатого каркаса навит ворсистый, хлопчатобумажный шнур.

В корпус ввернута резьбовая втулка, на которой смонтирован фильтрующий элемент. Резьбовая втулка прижимает к корпусу распределитель потока топлива. На распределителе потока топлива равномерно расположены восемь отверстий.

Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку и отверстия распределителя. Часть топлива попадает под успокоитель, где остаются крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через отверстие в успокоителе, топливо поднимается вверх к сетчатому фильтрующему элементу, очищается от мелких примесей и поступает к отводящей трубке. Для периодического слива отстоя предназначена пробка.

В фильтре тонкой очистки установлен фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. В отверстие крышки фильтра ввернут жиклер 9, через который часть топлива из корпуса фильтра по присоединенной к жиклеру трубке все время отводится в топливный бак. За счет этого в фильтре тонкой очистки и, топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива из фильтра загрязненного топлива и попавшей с топливом воды. На крышке корпуса установлен продувочный вентиль, который служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя.

Рис. Фильтр тонкой очистки топлива 1 – пробка, 2 – пружина, 3 – стержень, 4 – прокладка, 5 – корпус, 6 – фильтрующий элемент, 7 – крышка, 8 – пробка, 9 – жиклер, 10 – болт.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно – масляным фильтрам карбюраторных двигателей. При использовании воздушных фильтров уменьшается изнашивание деталей цилиндропоршневой группы в несколько раз, поскольку они очищают воздух от пыли, в которой содержатся твердые частицы.

Топливный насос высокого давления служит для подачи в цилиндры дизеля в строго определенные моменты требуемого количества топлива под высоким давлением. Топливные насосы высокого давления классифицируются по трем основным признакам: конструктивному исполнению, методу дозирования количеств подаваемого топлива и числу секций.

Топливные насосы высокого давления должны обеспечивать:

– равномерное распределение топлива в камере сгорания;

– создание высокого давления впрыска, обеспечивающего тонкое распыливание топлива;

– точную дозировку порции впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания двигателя;

– впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью;

– создание равных условий впрыска для всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Топливные насосы бывают многосекционные и распределительные. Обычно у многосекционных насосов секции располагаются в одном корпусе в один или два ряда. Одна секция топливного насоса подает топливо только в один цилиндр.

Распределительные насосы имеют одну или две секции (кратное числу цилиндров).Каждая секция может подавать топливо сразу в несколько цилиндров.

Топливный насос низкого давления служит для подачи топлива к топливному насосу высокого давления.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Презентация на тему «двигатель внутреннего сгорания». Презентация «двигатели внутреннего сгорания» История двигателя внутреннего сгорания презентация

БПОУ Русско-Полянский аграрный техникум

  • Презентация к уроку
  • по теме: 1.2 «Двигатели внутреннего сгорания»
  • По предмету Эксплуатация и техническое обслуживание тракторов
  • 1 курс, специальность – Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
  • Разработала – преподаватель спецдисциплин
  • Горячева Людмила Борисовна
  • Русская-Поляна — 2015
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
  • Двигатели внутреннего сгорания – это тепловые двигатели, в которых химическая энергия топлива, сгорающего внутри рабочей полости двигателя, преобразуется в механическую работу.
  • Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: дизели-двигатели с воспламенением от сжатия, работающие на дизельном топливе, и карбюраторные двигатели с принудительным зажиганием, работающие на бензине, а для их запуска – карбюраторные двигатели.
  • Дизельный двигатель внутреннего сгорания состоит из основных узлов: блока-картера, шатунно-кривошипного механизма, механизма газораспределения, системы питания, топливной аппаратуры и регулятора, системы смазки, системы охлаждения, пускового устройства.
Классификация ДВС
  • ДВС разделяется на две основные группы: дизельные двигатели и карбюраторные двигатели.
  • Дизельные двигатели (дизели) используют как основные энергетические установки для создания тягового усилия базовой машины, перемещения её, гидравлического привода навесных и прицепных орудий, а также вспомогательных целей (управления тормозами, рулевым управлением, электроосвещения).
  • Карбюраторные двигатели на тракторах применяют для запуска основного двигателя.
  • К отличительным особенностям дизельных двигателей относятся простота конструкции и надёжность в работе, экономичность, лёгкость запуска и управления, надёжность пуска в летнее время и в условиях холодного климата, устойчивость работы. Дизельные двигатели обеспечивают по сравнению с карбюраторными больший КПД от 25 до 32%, меньший расход топлива от 25 до 30%, невысокую стоимость эксплуатации за счет более низкой цены тяжелого топлива, проще по конструкции из-за отсутствия системы зажигания
  • Двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на тракторах, называют автотракторными.
Классификация ДВС
  • По назначению
  • Основные двигатели работают постоянно во время выполнения рабочих циклов, передвижения тракторов с объекта на объект, выполнения вспомогательных операций.
  • Пусковые двигатели включают только в момент запуска основного двигателя.
  • По типу и способу воспламенения горючих смесей
  • Дизельные двигатели работают на воспламенении топлива в воздушной среде. Горючая смесь воспламеняется за счет повышения температуры воздуха при сжатии в цилиндрах и распыления топлива форсунками.
  • Карбюраторные двигатели работают на горючей смеси, которую приготавливают в карбюраторе и воспламеняют ее в цилиндрах электрической искрой.
  • По роду сжигаемого топлива
  • различают двигатели внутреннего сгорания, работающие на тяжелом жидком топливе (например, дизельном, керосине) и работающие на легком топливе (бензине с различными октановыми числами) и газообразном (пропан бутановом).
  • По способу образования горючей смеси
  • С внутренним смесеобразованием осуществляется в дизелях, воздух всасывается отдельно и насыщается распыленным дизельным топливом внутри цилиндров перед воспламенением.
  • С внешним смесеобразованием применяют при бензиновом и газовом топливах. Всасываемый двигателем воздух смешивается с бензином или газом в карбюраторе или смесителе до попадания горючей смеси в цилиндры.
Рабочий цикл четырехтактного четырехцилиндрового дизеля Такт впуска.
  • При помощи постороннего источника энергии, например электрического двигателя (электро-стартера), вращают коленчатый вал дизеля и поршень его начинает двигаться от в.м.т. к н.м.т. (рис. 1, а). Объем над поршнем увеличивается, вследствие чего дав-ление падает до 75…90 кПа. Одновременно с началом движения поршня клапан открывает впускной канал, по которому воздух, пройдя через воздухоочиститель, посту-пает в цилиндр с температурой в конце впуска 30…50 °С. Когда поршень доходит до н. м. т., впускной клапан за-крывает канал и подача воздуха прекращается.
Такт сжатие
  • При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает двигаться вверх (см. рис. 1, б) и сжимать воздух. Оба канала при этом закрыты клапана-ми. Давление воздуха в конце хода достигает 3,5… 4,0 МПа, а температура — 600…700 °С.
Такт расширение, или рабочий ход
  • В конце такта сжатия при положении поршня, близком к в. м. т., в цилиндр через форсунку (рис. 1, в) впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое, смешиваясь с сильно нагретым воздухом и газами, частично оставшимися в цилиндре после предыдущего процесса, воспламеняется и сгорает. Давление газов в цилиндре при этом повышается до 6,0…8,0 МПа, а температура — до 1800…2000 °С. Так как при этом оба канала остаются закрытыми, расширяю-щиеся газы давят на поршень, а он, перемещаясь вниз, через шатун поворачивает коленчатый вал.
Такт выпуска
  • Когда поршень подходит к н. м. т., второй клапан открывает выпускной канал и газы из цилиндра выходят в атмосферу (см. рис. 1, г). При этом поршень под действием энергии, накопленной за рабочий ход маховиком, перемещается вверх, и внутренняя по-лость цилиндра очищается от отработавших газов. Дав-ление газов в конце такта выпуска составляет 105… 120 кПа, а температура — 600…700 °С.
  • На тракторах в качестве пускового устройства дизеля применяют карбюраторные двигатели — небольшие по размерам и мощности двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине.
  • Устройство этих двигателей несколько отличается от устройства четырехтактных. У двухтактного двигателя отсутствуют клапаны, закрывающие каналы, по которым в цилиндр поступает свежий заряд и происходит выпуск отработавших газов. Роль клапанов выполняет поршень 7, который в нужные моменты открывает и закрывает окна, соединенные с каналами, продувочное окно 1, выпускное окно 3 и впускное окно 5. Кроме того, картер двигателя сделан герметичным и образует криво-шипную камеру 6, где располагается коленчатый вал.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя
  • Все процессы в таких двигателях происходят за один оборот коленчатого вала, т. е. за два такта, поэтому они и носят название двухтактных.
  • Сжатие — первый такт. При движении поршня вверх он перекрывает продувочное 1 и выпускное 3 окна и сжи-мает ранее поступившую в цилиндр топливовоздушную смесь. Одновременно с этим в кривошипной камере 6создается разрежение, и в нее через открывшееся впуск-ное окно 5 поступает свежий заряд топливовоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе 4.
  • Рабочий ход, выпуск и впуск — второй такт. Когда поршень, идущий вверх, не доходит до в. м. т. на 25… 27° (по углу поворота коленчатого вала), в свече 2 проскакивает искра, которая воспламеняет топливо. Горение топлива продолжается до прихода поршня в в.м.т. После этого нагретые газы, расширяясь, толкают поршень вниз и тем самым совершают рабочий ход (см. рис 2, б). Топливовоздушная смесь, находящаяся в это время в кривошипной камере 6,сжимается.
  • В конце рабочего хода поршень вначале открывает выпускное окно 3, через которое выходят отработавшие газы, затем продувочное окно 1 (рис 2, в), через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности.
Достоинства двухтактного двигателя заключаются в следующем.
  • Так как рабочий ход при двухтактном процессе происходит за каждый оборот коленчатого вала, мощность двухтактного двигателя на 60…70 % превышает мощность четырехтактного двигателя, имеющего такие же размеры и частоту вращения коленчатого вала.
  • Устройство двигателя и его эксплуатация более простое.
Недостатки двухтактного двигателя
  • Повышенный расход топлива и масла за счет потери топливовоздуш-ной смеси при продувке цилиндра.
  • Шум при работе
Контрольные вопросы
  • 1. Для чего предназначены ДВС?
  • ДВС предназначены для преобразования химической энергии топлива, сгорающего внутри рабочей полости двигателя в тепловую энергию, а затем в механическую работу.
  • 2. Из каких основных узлов состоит ДВС?
  • Блока-картера, кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения, системы питания, топливной аппаратуры и регулятора, системы смазки, системы охлаждения, пускового устройства.
  • 3. Перечислите достоинства двухтактного карбюраторного двигателя.
  • Так как рабочий ход при двухтактном процессе происходит за каждый оборот коленчатого вала, мощность двухтактного двигателя на 60…70 % превышает мощность четырехтактного двигателя, имеющего такие же размеры и частоту вращения коленчатого вала. Устройство двигателя и его эксплуатация более простое.
  • 4. Перечислите недостатки двухтактного карбюраторного двигателя.
  • Повышенный расход топлива и масла за счет потери топливовоздушной смеси при продувке цилиндра. Шум при работе.
  • 5. Как классифицируются ДВС по числу тактов рабочего цикла?
  • Четырехтактные и двухтактные.
  • 6. Как классифицируются ДВС по числу цилиндров?
  • Одноцилиндровые и многоцилиндровые.
Список используемой литературы
  • 1. Пучин, Е.А. Техническое обслуживание и ремонт тракторов: учебное пособие для нач. проф. образования/ Е.А. Пучин. – 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2010 . – 208 с.
  • 2. Родичев, В.А. Тракторы: учебное пособие для нач. проф. образования/ В.А.Родичев. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2009 . – 228 с.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Двигатель автомобиля Подготовил: Тарасов Максим Юрьевич 11 класс Руководитель: мастер производственного обучения МАОУ ДО МУК «Эврика» Баракаева Фатима Курбанбиевна

2 слайд

Описание слайда:

3 слайд

Описание слайда:

Двигатель автомобиля Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля. Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

4 слайд

Описание слайда:

Типы двигателей Существуют следующие типы двигателей (ДВС): бензиновые дизельные газовые газодизельные роторно-поршневые

5 слайд

Описание слайда:

Также ДВС классифицируются: по виду топлива, по числу и расположению цилиндров, по способу формирования топливной смеси, по количеству тактов работы двигателя внутреннего сгорания и т.д.

6 слайд

Описание слайда:

Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания. Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения. Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо. Двигатели автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

7 слайд

Описание слайда:

Газовые двигатели Газовые двигатели используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

8 слайд

Описание слайда:

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже. Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко. Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

9 слайд

Описание слайда:

Первый такт — такт впуска Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

10 слайд

Описание слайда:

Второй такт — такт сжатия Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

11 слайд

Описание слайда:

Третий такт — рабочий ход Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля. После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

12 слайд

Описание слайда:

Четвертый такт — такт выпуска Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси. После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов. Презентация подготовлена по материалам сайта http://autoustroistvo.ru

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения. Изобретатели взялись за конструирование двигателей, способных заменить паровую машину, при этом топливо сгорало бы не в топке, а непосредственно в цилиндре двигателя.1799 году Филипп Лебонсветильный газ ФранцииЕвропыпаровую машину топке цилиндре двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебонвынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.1801 году ЛебонкомпрессоргазогенераторацилиндрЛебон 1804 году

Жан Этьен Ленуар В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.паровой машиной Жану Этьену Ленуарудвигатель на основе этой идеи Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто К 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.1864 году Августом Отто В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».1864 году Лангеном

К 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.1864 году Августом Отто В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».1864 году Лангеном На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.двигатель Отто

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.1877 году Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.Бо де Роша Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.1897 году ЕвропеРоссии МосквеПетербурге

Поиски нового горючего Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.1872 году Брайтон Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно. Брайтон 1872 году

Бензиновый двигатель Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Вероятно, первым его изобретателем можно назвать Костовича О.С., предоставившим работающий прототип бензинового двигателя в 1880 году. Однако его открытие до сих пор остается слабо освещенным. В Европе в создании бензиновых двигателей наибольший вклад внес немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлервместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.бензиновый двигатель Костовича О.С.Готлиб Даймлер ДаймлерВильгельмом Майбахом 1882 году

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый калильный бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой трубочки, вставляемой в цилиндр.газогенератора 1883 году калильный бензиновый двигатель раскалённой трубочки цилиндр

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки. Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.карбюратора Донат Банки 1893 годужиклёромбензинмелко распылять его в воздухе Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.объём цилиндра В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.XIX векаXX


Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

1860 г. Этьен Ленуар изобрел первый двигатель, работавший на светильном газе Этьен Ленуар (1822-1900) Этапы развития ДВС: 1862 г. Альфонс Бо Де Роша предложил идею четырехтактного двигателя. Однако свою идею осуществить он не сумел. 1876 г. Николаус Август Отто создает четырехтактный двигатель по Роше. 1883 г. Даймлер предложил конструкцию двигателя, который мог работать как на газе, так и на бензине К 1920 г. ДВС становятся лидирующими. экипажи на паровой и электрической тяге стали большой редкостью. Карл Бенц изобрел самоходную трехколесную коляску на основе технологий Даймлера. Август Отто (1832-1891) Даймлер Карл Бенц

3 слайд

Описание слайда:

4 слайд

Описание слайда:

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала. Четырехтактный двигатель 1 такт – впуск (горючая смесь из карбюратора поступает в цилиндр) Различают 4 такта: 2 такт – сжатие (клапаны закрыты и смесь сжимается, в конце сжатия смесь воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива) 3 такт – рабочий ход (происходит преобразование тепла, полученного от сгорания топлива, в механическую работу) 4 такт – выпуск (отработавшие газы вытесняются поршнем)

5 слайд

Описание слайда:

На практике мощность двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания часто не только не превышает мощность четырёхтактного, но оказывается даже ниже. Это обусловлено тем, что значительная часть хода (20-35%) поршень совершает при открытых клапанах Двухтактный двигатель Существует также двухтактный двигатель внутреннего сгорания. Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания осуществляется за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. Сжатие Сгорание выпуск впуск 1 такт 2 такт

6 слайд

Описание слайда:

Способы увеличения мощности двигателя: КПД двигателя внутреннего сгорания мал и примерно составляет 25% – 40%. Максимальный эффективный КПД наиболее совершенных ДВС около 44%.Поэтому многие ученые пытаются увеличить КПД, а также и при этом саму мощность двигателя. Использование многоцилиндровых двигателей Использование специального топлива (правильного соотношения смеси и рода смеси) Замена частей двигателя (правильных размеров составных частей, зависящие от рода двигателя) Устранение части потерь теплоты перенесением места сжигания топлива и нагревания рабочего тела внутрь цилиндра

7 слайд

Описание слайда:

Одной из важнейших характеристик двигателя является его степень сжатия, которая определяется следующее: Степень сжатия e V2 V1 где V2 и V1 — объемы в начале и в конце сжатия. С увеличением степени сжатия возрастает начальная температура горючей смеси в конце такта сжатия, что способствует более полному ее сгоранию.

8 слайд

Описание слайда:

жидкостные газовые с искровым зажиганием без искрового зажигания (дизельные) (карбюраторный)

9 слайд

Описание слайда:

Строение яркого представителя ДВС – карбюраторного двигателя Остов двигателя (блок-картер, головки цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, масляный поддон) Механизм движения (поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик) Механизм газораспределения (кулачковый вал, толкатели, штанги, коромысла) Система смазки (масло, фильтр грубой отчистки, поддон) жидкостная (радиатор, жидкость, др.) Система охлаждения воздушная (обдув потоками воздуха) Система питания (топливный бак, топливный фильтр, карбюратор, насосы)

10 слайд

Описание слайда:

Строение яркого представителя ДВС – карбюраторного двигателя Система зажигания (источник тока – генератор и аккумулятор, прерыватель + конденсатор) Система пуска (электрический стартер, источник тока – аккумулятор, элементы дистанционного управления) Система впуска и выпуска (трубопроводы, воздушный фильтр, глушитель) Карбюратор двигателя

Cлайд 1

Cлайд 2

Принцип действия Принцип действия двигателя внутреннего сгорания базировался на изобретенном Алессандро Вольта в 1777 году пистолете. Этот принцип заключался в том, что вместо пороха подрывалась с помощью электрической искры смесь воздуха с каменноугольным газом. В 1807 году швейцарец Исаак де Ривац получил патент на использование смеси воздуха с каменноугольным газом как средства генерации механической энергии. В автомобиль был встроен его двигатель, состоящий из цилиндра, в котором за счет взрыва поршень перемещался вверх, а при движении вниз приводил в действие качающийся рычаг. В 1825 году Майкл Фарадей получил из каменного угля бензол — первое жидкое топливо для двигателя внутреннего сгорания. До 1830 года производилось множество транспортных средств, которые еще не имели настоящих двигателей внутреннего сгорания, а имели двигатели, в которых вместо пара использовалась смесь воздуха с каменноугольным газом. Оказалось, что это решение не принесло больших преимуществ, к тому же производство таких двигателей было небезопасным. Фундамент для создания легкого, компактного двигателя был заложен лишь в 1841 году итальянцем Луиджи Кристофорисом, который построил двигатель, работающий на принципе «сжатие-воспламенение». Такой двигатель имел насос, подававший в качестве топлива воспламеняемую жидкость — керосин. До 1830 года производилось множество транспортных средств, которые еще не имели настоящих двигателей внутреннего сгорания, а имели двигатели, в которых вместо пара использовалась смесь воздуха с каменноугольным газом. Оказалось, что это решение не принесло больших преимуществ, к тому же производство таких двигателей было небезопасным.

Cлайд 3

Появление первых ДВС Фундамент для создания легкого, компактного двигателя был заложен лишь в 1841 году итальянцем Луиджи Кристофорисом, который построил двигатель, работающий на принципе «сжатие-воспламенение». Такой двигатель имел насос, подававший в качестве топлива воспламеняемую жидкость — керосин. Еугенио Барзанти и Фетис Матточчи развили эту идею и в 1854 году представили первый настоящий двигатель внутреннего сгорания. Он работал в трехтактной последовательности (без хода сжатия) и имел водяное охлаждение. Хотя рассматривались и другие виды топлива, но все же в качестве горючего выбрали смесь воздуха с каменноугольным газом и при этом достигли мощности в 5 л.с. В 1858 году появился другой двухцилиндровый двигатель — с противоположно расположенными цилиндрами. К тому времени француз Этьен Ленуар завершил проект, начатый его соотечественником Хугоном в 1858 году. В 1860 году Ленуар запатентовал свой собственный двигатель внутреннего сгорания, который позже имел большой коммерческий успех. Двигатель работал на каменноугольном газе в трехтактном режиме. В 1863 году его пытались установить на автомобиль, но мощности в 1,5 л.с. при 100 об/мин было недостаточно для передвижения. На Всемирной выставке в Париже в 1867 году завод газовых двигателей Deutz основанный инженером Николасом Отто и промышленником Еугеном Лангеном, представил двигатель, созданный на основе принципа Барзанти-Матточчи. Он был легче, создавал меньше вибраций и вскоре занял место двигателя Ленуара. Настоящий переворот в развитии двигателя внутреннего сгорания произошел с внедрением четырехтактного двигателя, запатентованного французом Альфонсом Беа де Роша в 1862 году и окончательно вытеснившего к 1876 году двигатель Отто из эксплуатации.

Cлайд 4

Двигатель Ванкеля Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (двигатель Ванкеля), конструкция которого разработана в 1957 инженером Феликсом Ванкелем (F. Wankel, ФРГ). Особенность двигателя — применение вращающегося ротора (поршня), размещенного внутри цилиндра, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде. Установленный на валу ротор жестко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить 4-тактный цикл без применения специального механизма газораспределения.

Cлайд 5

Реактивный двигатель Постепенно, год за годом, возрастали скорости транспортных машин и требовались все более мощные тепловые двигатели. Чем такой двигатель мощнее, тем больше его размеры. Крупный и тяжелый двигатель можно было разместить на теплоходе или на тепловозе, но для самолета, вес которого ограничен, он уже не годился. Тогда вместо поршневых на самолетах стали устанавливать реактивные двигатели, которые при небольших размерах могли развивать огромную мощность. Еще более мощными, более сильными реактивными двигателями снабжаются ракеты, с помощью которых взлетают в небо космические корабли, искусственные спутники Земли и межпланетные космические аппараты. У реактивного двигателя струя сгорающего в нем топлива с огромной скоростью вылетает наружу из трубы (сопла) и толкает самолет или ракету. Скорость космической ракеты, на которой установлены такие двигатели, может превышать 10 км в секунду!

Cлайд 6

Итак, мы видим, что двигатели внутреннего сгорания — очень сложный механизм. И Функция, выполняемая тепловым расширением в двигателях внутреннего сгорания не так проста, как это кажется на первый взгляд. Да и не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов. И в этом мы легко убеждаемся, рассмотрев подробно принцип работы ДВС, их рабочие циклы — вся их работа основана на использовании теплового расширении газов. Но ДВС — это только одно из конкретных применений теплового расширения. И судя по тому, какую пользу приносит тепловое расширение людям через двигатель внутреннего сгорания, можно судить о пользе данного явления в других областях человеческой деятельности. И пускай проходит эра двигателя внутреннего сгорания, пусть у них есть много недостатков, пусть появляются новые двигатели, не загрязняющие внутреннюю среду и не использующие функцию теплового расширения, но первые еще долго будут приносить пользу людям, и люди через многие сотни лет будут по доброму отзываться о них, ибо они вывели человечество на новый уровень развития, а пройдя его, человечество поднялось еще выше. Дизельный двигатель

— обзор

Дизельный двигатель

V

Дизельный двигатель, также известный как двигатель с воспламенением от сжатия, отличается от четырехтактного двигателя SI технологией подачи топлива и, как следствие, процессом сгорания . Общий цикл четырехтактный (т.е. впуск, сжатие, расширение и выпуск), но в отличие от искрового зажигания, при котором воздушно-топливная смесь втягивается в цилиндр во время такта впуска, только воздух подается в цилиндр во время такт впуска дизельного двигателя.Во время такта сжатия давление и температура воздуха повышаются за счет процесса сжатия. Конструктивно температура воздуха в процессе сжатия выше, чем температура самовоспламенения топлива, предназначенного для использования. Жидкое топливо вводится путем впрыска в цилиндр, когда поршень проходит около верхней мертвой точки. В этот момент цикла топливо самовоспламеняется при входе в цилиндр и горит как диффузионное пламя.

Этот метод подачи топлива дает два очень важных преимущества по сравнению с методами, используемыми в двигателе SI.Во-первых, поскольку во время сжатия в цилиндре находится только воздух, неконтролируемое зажигание не играет роли. Следовательно, очень высокие степени сжатия могут использоваться для обеспечения высокого КПД цикла. На практике необходимы высокие степени сжатия, чтобы обеспечить температуру сжатого воздуха выше, чем температура самовоспламенения используемого топлива. Во-вторых, топливо, впрыскиваемое в цилиндр, начинает гореть, когда попадает в горячие сжатые газы внутри цилиндра. Таким образом, дизельный двигатель не требует дискретного источника зажигания, такого как свеча зажигания.Это позволяет двигателю работать в очень широком диапазоне соотношений воздух-топливо независимо от требований к пределу воспламенения. Кроме того, впрыскивается только топливо, необходимое для выполнения работы, необходимой во время любого заданного цикла двигателя. Поскольку впрыск топлива контролирует работу, производимую двигателем, а не количество воздушно-топливной смеси, подаваемой в двигатель, как в двигателях SI, нет необходимости дросселировать воздух, поступающий в дизельный двигатель. Это почти исключает потери от дросселирования в дизельном двигателе.Таким образом, потери на дросселирование не снижают эффективность двигателя при частичной нагрузке, как это происходит с двигателем SI.

Проблемы с выбросами выхлопных газов дизельных двигателей в первую очередь связаны с выбросами углеводородов, выбросами твердых частиц, выбросами оксидов азота и запахами. Окись углерода редко представляет собой проблему, поскольку общее соотношение воздух-топливо довольно велико, а частичное окисление несгоревшего топлива в выхлопе невелико.

Выбросы углеводородов и твердых частиц были связаны с плохой конструкцией распылительной форсунки, подтеканием топливной форсунки и чрезмерным смачиванием стенок цилиндра топливом во время впрыска.Однако нет четкого понимания образования УВ и твердых частиц и их последующего выброса. Следовательно, в обозримом будущем дизельные двигатели будут страдать от этих выбросов.

Выбросы оксида азота являются серьезной проблемой для дизельных двигателей. Поскольку локальную температуру сгорания в дизельных двигателях практически невозможно контролировать, NOx по-прежнему будет проблемой выбросов в обычных дизельных двигателях.

Пахучие компоненты выхлопных газов дизельных двигателей обычно представляют собой высокомолекулярные частично окисленные углеводороды.К сожалению, общее знание того, что они собой представляют, не помогло предотвратить их образование в процессе сгорания дизельного двигателя. В результате попыток снизить выбросы углеводородов и твердых частиц были достигнуты определенные успехи в уменьшении запаха выхлопных газов дизельных двигателей; однако появление запаха выхлопных газов дизельного двигателя остается относительно необъяснимым.

Наддув используется как в двигателях SI, так и в дизельных двигателях для увеличения начального давления в цилиндре в начале такта сжатия.Это позволяет двигателю SI данного размера принимать больший объем топливовоздушного заряда, чем это было бы возможно при только атмосферном давлении, приводящем в действие систему. Дизельный двигатель также может развивать большую мощность при наддуве. Наддув может осуществляться компрессорами с приводом от выхлопных газов (турбонаддув) или непосредственно от коленчатого вала (наддув).

Почему карбюраторы используются в бензиновых [не в дизельных] двигателях?

Что такое карбюратор?

Карбюратор — это механическое устройство, используемое для создания соответствующей смеси воздуха и топлива для сжигания или сгорания.

Мы объясним это подробно, но только после того, как изучим механизм сгорания в бензиновом (или бензиновом) двигателе и дизельном двигателе. Давайте начнем.

Разница в механизме сгорания бензиновых и дизельных двигателей

В дизельном двигателе топливо сгорает, когда топливо впрыскивается под высоким давлением в горячий сжатый воздух в цилиндре. Этот воздух попадает в двигатели с помощью турбонагнетателя или естественного дыхания. Топливо попадает в камеру сгорания с помощью топливного насоса.Оба входят в камеру сгорания отдельно. Следовательно, дизельный двигатель также известен как двигатель с воспламенением от сжатия. поскольку топливо горит с помощью горячего сжатого воздуха.

В бензиновом двигателе сгорание происходит, когда смесь воздуха и топлива получает искру от свечи зажигания (искра инициирует горение топлива). Эта смесь воздуха и топлива является карбюраторной. Следовательно, бензиновый двигатель также известен как двигатель с искровым зажиганием, поскольку искра используется для сжигания смеси воздуха и бензина (или бензина).

Теперь, когда мы знаем, что в бензиновом двигателе мы используем смесь воздуха и топлива для сгорания (вместо прямого впрыска бензина в камеру сгорания), мы можем обсудить функцию карбюратора в бензиновом двигателе.

Функции карбюратора

  1. Карбюратор подготавливает смесь воздуха и топлива (которая подходит для сгорания) для двигателя с искровым зажиганием.
  2. Карбюратор также используется для управления скоростью автомобиля.
  3. Превращает бензин в мелкие капли и смешивает их с воздухом так, что он плавно сгорает в двигателе без каких-либо проблем.

Источник избранного изображения [12-12-2018]

Атрибуция: Автор Uberprutser — Собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24809255

Категория: Двигатели внутреннего сгорания

17 Различия между дизельным и бензиновым двигателем (с фотографиями)

Итак, что такое дизельный двигатель и бензиновый двигатель? Бензиновые и дизельные двигатели сегодня являются основными двигателями в автомобильной промышленности, и оба они являются двигателями внутреннего сгорания. Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором воздух сжимается до достаточно высокой температуры для воспламенения дизельного топлива, впрыскиваемого в цилиндр, где сгорание и расширение приводят в действие поршень.Говорят, что процесс сгорания в дизельном двигателе неоднороден, то есть топливо и воздух не смешиваются предварительно до начала сгорания.

Дизельный двигатель имени Рудольфа Дизеля, также можно отнести как двигатель с воспламенением от сжатия (CI двигатель) , потому что начало сгорания зависит от воздуха, нагретого сжатие, а не электрическая искра.

Дизельный двигатель

Бензиновый двигатель также называется Бензиновый двигатель или двигатель с искровым зажиганием — это двигатель, в котором для выработки энергии используется бензин или аналогичные летучие виды топлива.Это двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Во многих бензиновых двигателях топливо и воздух смешиваются после сжатия в карбюраторе. Хотя есть некоторые современные бензиновые двигатели, в которых используется непосредственный впрыск бензина из цилиндра.

Бензиновые двигатели работают на более высоких скоростях вращения, чем дизельные, потому что из-за их более легких поршней, шатунов и коленчатого вала и из-за бензин горит быстрее дизеля. Обычно почти все бензиновые двигатели имеют примерно 20% тепловой КПД, что почти вдвое меньше, чем у дизельного топлива двигатели (40%).

Ключевое отличие

  1. Сгорание топлива в дизельном двигателе происходит примерно при постоянном давлении, а точнее работает по Дизельному циклу . С другой стороны, сгорание топлива в бензиновом двигателе происходит примерно при постоянном объеме, а точнее, по циклу Отто .
  2. В дизельном двигателе топливо сначала подается в цилиндр с помощью топливной форсунки, а затем смешивается с воздухом внутри цилиндра.В бензиновом двигателе воздух и бензин смешиваются в карбюраторе перед тем, как попасть в цилиндр.
  3. В дизельном двигателе сжимается только заряд воздуха, а воспламенение осуществляется за счет тепла сжатого воздуха. С другой стороны, в бензиновом двигателе сначала происходит сжатие воздуха и бензина, а затем зажигание происходит от электрической искры (свечи зажигания).
  4. В дизельном двигателе развиваемая мощность намного больше из-за более высокой степени сжатия. Напротив, мощность, развиваемая в бензиновом двигателе, мала из-за более низкой степени сжатия.Дизельный двигатель имеет степень сжатия приблизительно от 16 до 25, тогда как бензиновый двигатель имеет степень сжатия приблизительно от 5 до 10.
  5. Дизельные двигатели обычно устанавливаются на тяжелые транспортные средства, такие как грузовики, автобусы, землеройные машины, тракторы, грузовые автомобили и т. д. Напротив, бензиновые двигатели обычно устанавливаются на легковые автомобили, такие как автомобили, мотоциклы, скутеры и т. д. Бензиновые двигатели также используются в самолетах и ​​реактивных самолетах.
  6. Дизельные двигатели менее чувствительны к качеству топлива, тогда как бензиновые двигатели очень чувствительны к качеству топлива.
  7. Поршни в бензиновых двигателях имеют гораздо более короткий ход поршней, чем поршни в дизельных двигателях. Обычно поршню бензинового двигателя требуется меньше времени для завершения своего хода, чем поршню дизельного двигателя.
  8. Дизельные двигатели оснащены инжектором или распылителем для впрыска топлива в конце такта сжатия. Бензиновые двигатели, напротив, устанавливаются с карбюратором, чтобы смешивать воздух и бензин в необходимом соотношении и подавать его в двигатель во время такта и .
  9. Из-за высокой степени сжатия дизельный двигатель имеет большую вибрацию, поэтому он издает громкий шум. С другой стороны, из-за низкой степени сжатия бензиновый двигатель имеет низкие вибрации, поэтому он производит низкий уровень шума.
  10. Проблема перегрева в дизельном двигателе меньше из-за высокого теплового КПД. Тепловой КПД дизельного двигателя составляет около 40%. В бензиновых двигателях проблема перегрева возникает сравнительно чаще из-за низкого теплового КПД. В бензиновых двигателях тепловой КПД составляет около 25%.
  11. Дизельные двигатели — это тихоходные двигатели из-за большой массы и неоднородного сгорания. С другой стороны, бензиновые двигатели высокоскоростные из-за легкого и однородного сгорания.
  12. Дизельный двигатель также может называться Сжатие Зажигание Двигатель (двигатель CI), поскольку воспламенение вызывается теплом, выделяемым во время такта сжатия при более высокой степени сжатия. Бензиновый двигатель, с другой стороны, может называться Двигатель с искровым зажиганием (двигатель SI), потому что свеча зажигания генерирует искру в свече камеры, вызывая воспламенение.
  13. Маховик дизельных двигателей тяжелый, а бензиновых двигателей легкий.
  14. В бензиновом двигателе аккумуляторная батарея необходима для генерации искры, тогда как в дизельных двигателях аккумуляторная батарея необходима только для освещения.
  15. Эксплуатационная стоимость дизельных двигателей невысока из-за низкой стоимости дизельного топлива. Также по прошествии очень долгого времени происходит капитальный ремонт двигателя. С другой стороны, эксплуатационные расходы бензинового двигателя выше из-за более высокой стоимости бензинового топлива.Также бензиновые двигатели нуждаются в многократном ремонте.
  16. В дизельных двигателях давление в конце сжатия составляет около 35 бар, тогда как в бензиновых двигателях давление в конце сжатия составляет около 10 бар.
  17. Запуск дизельного двигателя относительно затруднен из-за более высокой степени сжатия по сравнению с бензиновым двигателем.

Читать дальше: Разница между циклом Карно и циклом Ренкина

Разница между дизельным и бензиновым двигателем в табличной форме

ОСНОВА СРАВНЕНИЯ ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Сжигание топлива Сгорание топлива в нем происходит примерно при постоянном давление, а точнее работает на Дизельном цикле . Сгорание топлива происходит примерно при постоянном объеме, если быть более точным, он работает по циклу Отто .
Смешивание топлива и воздуха Топливо сначала подается в цилиндр с помощью топливной форсунки, а затем смешивается с воздухом внутри цилиндра. Воздух и бензин смешиваются в карбюраторе до того, как он попадает в цилиндр.
Зажигание В дизельном двигателе сжимается только заряд воздуха и зажигание делается за счет тепла сжатого воздуха. В бензиновом двигателе сначала выполняется сжатие воздуха и бензина и затем зажигание происходит от электрической искры (свечи зажигания).
Степень сжатия В дизельном двигателе развиваемая мощность намного больше из-за более высокой коэффициент сжатия. Мощность, развиваемая в бензиновом двигателе, мала из-за более низкой компрессии. соотношение.
Установка Обычно они устанавливаются в большегрузных транспортных средствах, таких как грузовики, автобусы, землеройные машины, тракторы, грузовики и т. д. Обычно они устанавливаются в легковых автомобилях, таких как автомобили, мотоциклы, скутеры и тд. Бензиновые двигатели также используются в самолетах. и струи.
Чувствительность к качеству топлива Они менее чувствительны к качеству топлива. Они очень чувствительны к качеству топлива.
Поршни Поршни в дизельных двигателях имеют гораздо больший ход поршней, чем поршни в бензиновые двигатели. У бензиновых двигателей ход поршней намного короче, чем у поршней. дизельные двигатели.
Инжектор / Карбюратор Они устанавливаются с инжектором или распылителем для впрыска топлива. в конце такта сжатия. Они устанавливаются с карбюратором для смешивания воздуха и бензина в требуемую пропорцию и подавать ее в двигатель во время хода , всасывания и .
Вибрации За счет высокой степени сжатия дизельный двигатель имеет большую вибрация, поэтому он производит громкий шум. Из-за низкой степени сжатия бензиновый двигатель имеет низкую вибрации, поэтому он производит низкий уровень шума.
Проблема с перегревом В дизельном двигателе проблема перегрева меньше из-за высокой тепловой эффективность. Тепловой КПД дизельного двигателя составляет около 40%. Проблема перегрева сравнительно больше у бензиновых двигателей из-за низкий тепловой КПД. В бензиновых двигателях тепловой КПД составляет около 25%.
Скорость Это тихоходные двигатели из-за большого веса и из-за гетерогенное горение. Они высокоскоростные из-за легкого и однородного сгорания.
Маховик Маховик дизельных двигателей тяжелый. Маховик бензиновых двигателей легкий.
Аккумулятор Батарея необходима только для освещения. Батарея требуется для генерации искры
Текущие расходы Эксплуатационные расходы низкие из-за невысокой стоимости дизельного топлива. Также капитальный ремонт двигателя происходит через очень долгое время. Эксплуатационная стоимость выше из-за более высокой стоимости бензинового топлива. Также бензиновые двигатели нуждаются в многократном ремонте.
Давление сжатия Давление в конце сжатия составляет около 35 бар. Давление в конце сжатия составляет около 10 бар.
Запуск двигателя Запуск дизельного двигателя относительно затруднен из-за более высокая степень сжатия по сравнению с бензиновым двигателем. Запуск бензинового двигателя относительно прост из-за низкого степень сжатия по сравнению с дизельным двигателем.

Также читайте: Разница между нагнетателем и турбонагнетателем

Предыдущая статья12 Разница между стеком и кучей в C ++ (с таблицей) Следующая статья8 Разница между параллельной и перспективной проекцией в компьютерной графике

Разница между бензиновым и дизельным двигателем

Основное различие между бензиновыми и дизельными двигателями состоит в том, что бензиновый двигатель работает по циклу Отто, тогда как дизельный двигатель работает по дизельному циклу.Другие различия будут связаны со структурой, типами и использованием этих двигателей. Важным параметром, по которому они классифицируются, является вид топлива, которое они используют. Как правило, двигатели работают по принципу теплопередачи.

Дизельные и бензиновые двигатели, которые используются в большинстве автомобилей, очень похожи. По сути, это двигатели внутреннего сгорания, работающие по двух- или четырехтактному циклу. В двигателе внутреннего сгорания цикл мощности состоит из четырех фаз: впуска, сжатия, мощности и выпуска.

В фазе впуска воздух втягивается в цилиндр через открывающийся впускной клапан. В фазе сжатия впускной клапан закрывается, и воздух сжимается топливом. В этот момент смесь топлива и воздуха воспламеняется, чтобы вызвать взрыв. Именно этот взрыв заставляет поршень опускаться и приводить в движение коленчатый вал. Это фаза питания. Заключительная фаза — выхлоп, когда отработанная топливовоздушная смесь выбрасывается из цилиндра через открывающийся выпускной клапан, так что может начаться новый цикл.

Бензиновый двигатель

Бензиновые двигатели — это двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Они работают на относительно летучем топливе, таком как бензин. В этих двигателях воздух и топливо обычно смешиваются после сжатия. Бензиновые двигатели работают по циклу Отто, который состоит из двух изохорных процессов и двух изоэнтропических процессов. В бензиновых двигателях воздух и бензин обычно смешиваются в очень карбюраторе, поддерживающем люфт, типы топлива также играют в карбюраторе перед подачей в цилиндр.После сжатия воздуха и бензина топливо воспламеняется от электрической искры.

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель — это дополнительно двигатель внутреннего сгорания, который дополнительно называется двигателем с воспламенением от сжатия. Он назван в честь Рудольфа Дизеля. В этих двигателях топливо впрыскивается в камеру сгорания, а затем воспламеняется от высокой температуры воздуха внутри камеры. Высокая температура воздуха внутри цилиндра обусловлена ​​адиабатическим сжатием.Эти двигатели сжимают только воздух, но не топливо. При впрыске в камеру сгорания дизельное топливо самовоспламеняется. Эти двигатели работают по дизельному циклу, который состоит из процесса постоянного давления, процесса постоянного объема и двух изоэнтропических процессов.

Таблица различий между бензиновым и дизельным двигателями

Помимо вида используемого топлива, двигатели также разделяются по множеству факторов, таких как наличие подключаемых бензиновых двигателей и топливной форсунки в дизельных двигателях.Мы также знаем, что в более легких транспортных средствах, таких как мотоциклы, скутеры и автомобили, обычно используется бензин в своих двигателях, тогда как дизельное топливо используется в гораздо более тяжелой технике, такой как тракторы, грузовики и автобусы. Таким образом, виды используемого топлива также играют важную роль в определении наиболее важного различия между бензиновыми и дизельными двигателями. Дополнительные различия между этими типами двигателей перечислены в таблице ниже.

Дизельный двигатель Бензиновый двигатель
Эти двигатели работают по дизельному циклу Работы по циклу Отто
Топливо смешивается с воздухом внутри цилиндра В карбюраторе смешиваются воздух и топливо
Воспламенение достигается с помощью горячего сжатого воздуха. Топливо воспламеняется электрической искрой
Высокая степень сжатия Относительно низкая степень сжатия
Производство большой мощности Бензиновый двигатель выдает относительно низкую мощность
Эти двигатели работают на топливе с низкой летучестью В этих двигателях внутреннего сгорания используются легколетучие топлива
Относительно низкий расход топлива Большой расход топлива.
Высокие первоначальные затраты и затраты на техническое обслуживание Сравнительно низкая первоначальная стоимость и стоимость обслуживания
Обычно используется в тяжелых транспортных средствах, таких как грузовики и автобусы Используется в легких транспортных средствах, таких как мотоциклы и автомобили.

Заключение

Основное различие между дизельными и бензиновыми двигателями заключается в том, что в бензиновых двигателях используются свечи зажигания для воспламенения топливовоздушной смеси, а в дизельных двигателях используется исключительно сжатый воздух .Как упоминалось ранее, Рудольф Дизель обнаружил, что температуру воздуха можно повысить достаточно высоко, если он будет сильно сжат. Температура поднимется настолько высоко, что может вызвать возгорание дизельного топлива.

Следовательно, в дизельных двигателях воздух в цилиндре будет очень сильно сжат, как правило, примерно в 14–23 раза по сравнению с первоначальным объемом. В бензиновых двигателях степень сжатия обычно намного ниже, потому что они больше полагаются на свечу зажигания, чтобы начать фазу мощности.Степень сжатия в бензиновых двигателях обычно составляет всего от 7 до 10, а у высокопроизводительных автомобилей степень сжатия выше до 13.

проверить разницу между переменным током и постоянным током

327800cookie-check Разница между бензиновым и дизельным двигателем Engineno
Дизельные двигатели

— Engineer-Educators.com

Дизельный двигатель аналогичен бензиновому двигателю, используемому в большинстве автомобилей. Оба двигателя являются двигателями внутреннего сгорания, то есть сжигают топливно-воздушную смесь в цилиндрах.Оба являются поршневыми двигателями, приводимыми в движение поршнями, перемещающимися в двух направлениях в поперечном направлении. Большинство их частей похожи. Хотя дизельный двигатель и бензиновый двигатель работают с одинаковыми компонентами, дизельный двигатель, по сравнению с бензиновым двигателем равной мощности, тяжелее из-за более прочных и тяжелых материалов, используемых для противодействия большим динамическим силам от более высокого давления сгорания, присутствующего в дизельном топливе. двигатель.

Более высокое давление сгорания является результатом более высокой степени сжатия, используемой в дизельных двигателях.Степень сжатия — это мера того, насколько двигатель сжимает газы в цилиндре двигателя. В бензиновом двигателе степень сжатия (которая контролирует температуру сжатия) ограничена воздушно-топливной смесью, поступающей в цилиндры. Более низкая температура воспламенения бензина приведет к его воспламенению (горению) при степени сжатия менее 10: 1. У среднего автомобиля степень сжатия 7: 1. В дизельном двигателе обычно используются степени сжатия от 14: 1 до 24: 1.Возможны более высокие степени сжатия, потому что сжимается только воздух, а затем впрыскивается топливо. Это один из факторов, который позволяет дизельному двигателю быть таким эффективным. Степень сжатия будет обсуждаться более подробно позже в этом модуле.

Еще одно различие между бензиновым двигателем и дизельным двигателем заключается в способе управления частотой вращения двигателя. В любом двигателе скорость (или мощность) напрямую зависит от количества топлива, сожженного в цилиндрах. Бензиновые двигатели имеют автоматическое ограничение скорости из-за метода, который двигатель использует для управления количеством воздуха, поступающего в двигатель.Частота вращения двигателя косвенно регулируется дроссельной заслонкой в ​​карбюраторе. Дроссельная заслонка в карбюраторе ограничивает количество воздуха, поступающего в двигатель. В карбюраторе скорость воздушного потока определяет количество бензина, которое будет смешано с воздухом. Ограничение количества воздуха, поступающего в двигатель, ограничивает количество топлива, поступающего в двигатель, и, следовательно, ограничивает скорость двигателя. Ограничивая количество воздуха, поступающего в двигатель, добавление большего количества топлива не увеличивает частоту вращения двигателя сверх точки, в которой топливо сжигает 100% доступного воздуха (кислорода).

Дизельные двигатели не имеют автоматического ограничения скорости, поскольку количество воздуха (кислорода), поступающего в двигатель, всегда является максимальным. Следовательно, частота вращения двигателя ограничивается исключительно количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Следовательно, в двигателе всегда имеется достаточно кислорода для сгорания, и двигатель будет пытаться разогнаться, чтобы соответствовать новой скорости впрыска топлива. Из-за этого ручное управление подачей топлива невозможно, поскольку эти двигатели в ненагруженном состоянии могут ускоряться со скоростью более 2000 оборотов в секунду.Дизельным двигателям требуется ограничитель скорости, обычно называемый регулятором, для контроля количества топлива, впрыскиваемого в двигатель.

В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель не требует системы зажигания, потому что в дизельном двигателе топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень достигает верхней точки своего такта сжатия. Когда топливо впрыскивается, оно испаряется и воспламеняется из-за тепла, создаваемого сжатием воздуха в цилиндре.

В чем разница между бензиновым и дизельным двигателем?

В этой статье мы обсудим разницу между бензиновым двигателем и дизельным двигателем .Классификация бензиновых и дизельных двигателей производится на основе топлива, используемого в этих двигателях. Двигатель, использующий бензин, называется бензиновым двигателем, а двигатель, использующий дизельное топливо, называется дизельным двигателем. Бензиновый двигатель также называется двигателем с искровым зажиганием (SI Engine), а дизельный двигатель — двигателем с воспламенением от сжатия. Здесь будут рассмотрены все основные различия между этими двигателями.

Разница между бензиновым и дизельным двигателем

Что такое бензиновый двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, называется бензиновым двигателем.Он работает по принципу цикла Отто. В бензиновом двигателе карбюратор используется для создания воздушно-бензиновой смеси, которая поступает в цилиндр. Температура вспышки (-43 ° C (-45 ° F)) бензина низкая, поэтому он может воспламениться при низкой температуре, что приводит к низкой степени сжатия. Мощность, получаемая в бензиновом двигателе, меньше по сравнению с дизельным двигателем.

Как работает бензиновый двигатель?

Воздух-топливо (бензин) смешивается друг с другом в карбюраторе и впрыскивается в цилиндр через впускной клапан.Поскольку он работает по циклу Отто, он имеет четырехтактный режим (такт всасывания, сжатия, мощности и выхлопа). В конце такта сжатия свеча зажигания в головке цилиндра воспламеняет топливо, и начинается сгорание. Это создает очень большое давление на головку поршня и заставляет ее опускаться. После этого поршень движется вверх, вытесняя сгоревшие газы из цилиндра через выпускной клапан.

Бензиновый двигатель может быть двухтактным или четырехтактным. Но чаще всего используется четырехтактный двигатель из-за его большей эффективности.

Давайте разберемся с работой четырехтактного бензинового двигателя.

  1. Ход всасывания: Поршень движется вниз, и бензиновая смесь воздуха попадает в цилиндр.
  2. Ход сжатия: Поршень движется вверх и сжимает воздушно-бензиновые смеси.
  3. Рабочий ход: В конце такта сжатия свеча зажигания воспламеняет топливо и запускает процесс сгорания. Возникает сильная тяга, которая перемещает поршень вниз и называется рабочим ходом.
  4. Ход выхлопа: После рабочего хода поршень движется вверх, что позволяет выхлопным газам выходить из двигателя через выпускной клапан.

Примечание: Здесь мы получаем мощность только в рабочем такте, а остальные ходы работают за счет энергии, хранящейся в маховике.

Что такое дизельный двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе, называется дизельным двигателем. Работает по принципу дизельного цикла.В этом двигателе есть топливная форсунка для впрыска дизельного топлива в цилиндр. В дизельных двигателях воздушно-топливная смесь не готовится, а воздух и топливо поступают в цилиндр отдельно.

Так как температура вспышки (> 52 ° C (126 ° F)) дизельного двигателя высока, и, как следствие, он имеет высокую степень сжатия. В этом случае для сжигания дизельного топлива свеча зажигания не используется. Тепло воздуха используется для зажигания дизельного топлива, распыляемого топливной форсункой в ​​виде тумана. Мощность, производимая дизельным двигателем, очень высока по сравнению с бензиновым двигателем.

Как работает дизельный двигатель?

Дизельный двигатель четырехтактного типа с четырьмя тактами: всасывающий, компрессионный, мощный и выпускной. Давайте разберемся, как он работает…

  1. Ход всасывания: Поршень движется вниз и всасывает атмосферный воздух в цилиндр.
  2. Ход сжатия: Поршень движется вверх и сжимает воздух, повышая его температуру выше точки вспышки дизельного топлива.
  3. Рабочий ход: Когда поршень приближается в конце такта сжатия, топливная форсунка впрыскивает дизельное топливо в виде тумана, и тепло сжатого воздуха воспламеняет дизельное топливо, и начинается сгорание. Из-за сгорания дизельного топлива создается очень высокая сила тяги, которая перемещает поршень вниз с очень высокой скоростью. Это называется силовым ходом.
  4. Ход выхлопа: Поршень движется вверх, и сгоревшие газы выходят из цилиндра через выпускной клапан.

Также читайте:

Различия между бензиновым и дизельным двигателем в табличной форме

S.No

Бензиновый двигатель

0

9017 9015 Дизельный двигатель 9002
1. Бензиновый двигатель работает по циклу Отто, т.е. на постоянном объеме. Дизельный двигатель работает по дизельному циклу, т.е. на постоянном давлении.
2. Воздух и бензин смешиваются в карбюраторе перед тем, как попасть в цилиндр. Топливо подается в цилиндр с помощью топливной форсунки и смешивается с горячим сжатым воздухом внутри цилиндра.
3. Бензиновый двигатель сжимает смесь воздуха и бензина, которая воспламеняется электрической искрой. Дизельный двигатель сжимает только заряд воздуха, а воспламенение осуществляется за счет теплоты сжатия.
4. Низкая степень сжатия. От 10: 1 до 14: 1. (воздух: топливо) Степень сжатия выше в дизельном двигателе. 18: 1 до 23: 1.
5. Вырабатывается меньшая мощность из-за более низкой степени сжатия. За счет более высокой степени сжатия вырабатывается больше мощности.
6. Бензиновый двигатель оснащен свечой зажигания Он оснащен топливной форсункой.
7. Сжигает топливо с высокой летучестью. Сжигает топливо с низкой летучестью.
8. Они используются в легких транспортных средствах, требующих меньшей мощности.

Например: автомобиль, джип, мотоцикл, скутеры и т. Д.

Они используются в тяжелых транспортных средствах, требующих высокой мощности.

Например: втулки, грузовики, локомотив и т. Д.

9. Расход топлива в бензиновом двигателе высокий. Расход топлива у дизельного двигателя меньше.
10. Более легкий вес. Более тяжелый.
11. Бензиновый двигатель требует частого капитального ремонта. Капитальный ремонт дизельного двигателя проводится по прошествии длительного времени.
12. Меньшие проблемы с запуском. Более серьезные проблемы с запуском.
13. Более низкая начальная стоимость. Более высокая начальная стоимость.
14. Более низкие эксплуатационные расходы. Более высокие эксплуатационные расходы.

Разница между системой впрыска топлива и карбюратором

По отдельным статьям о двух важных устройствах автомобильного двигателя; карбюратор и система впрыска топлива, мы понимаем, что разница между ними существенна. Эти два компонента совершенно разные, даже по своей работе, форме и дизайну.

Дело в том, что карбюратор используется на старых автомобильных двигателях, а впрыск топлива используется на более новых автомобилях.Что ж, водителям больше нравится служебный впрыск топлива, чем карбюратор.

Зная разницу между этими двигателями, пользователи автомобилей активно обсуждали, какой из них предлагает лучшую производительность: впрыск топлива или карбюратор.

Сегодня вы узнаете разницу между впрыском топлива и карбюратором. Вы также узнаете об их работе и функциях.

Подробнее: понимание системы зарядки в автомобильном двигателе

Разница между карбюратором и системой впрыска топлива

Карбюратор

Карбюратор — это компонент, используемый в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием для всасывания воздуха и топлива, необходимых для сгорания.Деталь известна как сердце автомобильных двигателей, поскольку она обеспечивает плавную работу транспортных средств и увеличивает мощность в лошадиных силах. Компонент хорошо работает даже при холодном пуске или в горячем состоянии на высокой скорости, позволяя соответствующему количеству топлива и воздуха попадать в камеру сгорания.

На самом деле впрыск топлива также делает то же самое, но по-разному, поскольку подает топливо и воздух в двигатель. Карбюратор содержит форсунки, которые выталкивают топливно-воздушную смесь в камеры сгорания. Количество топлива, которое выталкивают форсунки, зависит от количества воздуха, который втягивается в вентиляционную решетку карбюратора.

Поскольку карбюратор работает вручную, соотношение воздух-топливо для каждого цилиндра невозможно контролировать. Не будет проблемой, если для каждого цилиндра будет установлен отдельный карбюратор. Таким образом, карбюраторы работают лучше всего, когда они устанавливаются индивидуально на цилиндр, чтобы получить наилучшее соотношение топлива и воздуха.

Карбюратор намного проще установить по сравнению с системой впрыска топлива, поскольку в нем нет электрических компонентов или обратных линий к топливному баку. И это дешевле, чем у электронной системы впрыска топлива.кроме того, карбюратор служит дольше, чем система впрыска топлива, что делает его полезным в автоспорте. Ограничение карбюратора заключается в том, что он вызывает загрязнение двигателя и окружающих его компонентов.

Подробнее: Все, что вам нужно знать о карбюраторе

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу карбюратора:

Система впрыска топлива

Развитие технологий привело к созданию системы впрыска топлива. это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, а также в автомобильные двигатели с помощью инжектора.Этот процесс был введен в соответствие с законами о выбросах топлива и топливной экономичности. За некоторый период времени производители автомобилей увидели огромные преимущества впрыска топлива, и именно здесь начинается падение карбюратора. Что ж, система стала более популярной среди владельцев автомобилей, желающих добиться максимальной производительности своих двигателей.

Система топливных форсунок имеет небольшие форсунки, известные как топливные форсунки, с электронным управлением для распыления топлива под высоким давлением в камеру сгорания.Компонент содержит клапаны, которые могут открываться и закрываться много раз в секунду.

Система впрыска топлива бывает двух типов; порт впрыска топлива и прямой впрыск. Впрыск через порт — обычное дело в автомобилях, а прямой впрыск — новое изобретение. Он разработан специально для четырех- или двухтактных двигателей.

Подробнее: Понимание системы впрыска топлива в автомобильных двигателях

Прямой впрыск дает большие преимущества, поскольку количество топлива и воздуха может быть идеально выпущено, а затем впрыснуто в цилиндр в соответствии с условиями нагрузки двигателя.В системе есть ЭБУ, который вычисляет информацию и постоянно вносит коррективы. Вот почему прямой впрыск топлива обеспечивает более высокую выходную мощность, большую топливную эффективность и гораздо меньшие выбросы. Проблема этой системы в том, что она сложна и намного дороже по сравнению с карбюратором. Его установка более сложная. Это сложно, поскольку в нем используется электрический компонент и, наконец, настраиваемая конфигурация головки блока цилиндров.

Подробнее: Знакомство с автомобильной системой кондиционирования воздуха

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:

Теперь посмотрим в табличной форме разницу между системой впрыска топлива и карбюратором:

S / N
Система впрыска топлива
Карбюратор
1
Новое изобретение
Первое создание в автомобилях
2
работает электронно
Работает вручную
3
Топливо впрыскивается в соответствии с условиями нагрузки двигателя
Соотношение топлива и воздуха не контролируется
4
Клапан форсунки может открываться и закрываться несколько раз в секунду
Воздух, втягиваемый в трубку Вентури карбюратора, определяет топливо, которое выталкивают форсунки.
5
Обеспечивает более высокую выходную мощность и большую топливную экономичность.
Он работает плавно и предлагает лучшую мощность
6
Установка сложна из-за своей сложности.
Более простой монтаж благодаря ручной работе.

Подробнее: Типы автомобильных двигателей

Итак, какая из систем самая лучшая?

С учетом вышеизложенного становится ясно, что система впрыска топлива лучше подходит для владельцев коммерческих автомобилей, поскольку она дает более низкие выбросы топлива.Но стоимость комплектующих заставит некоторых водителей отдать предпочтение автомобилям с карбюратором.

И топливная форсунка, и карбюратор предлагают лучшую мощность, но впрыск топлива может обеспечить только около 10 дополнительных лошадиных сил на пике.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *