Принцип работы и устройство дизельного двигателя. Где образуется рабочая смесь в дизельном двигателе

Двигатель
Где образуется рабочая смесь в дизельном двигателе - Интеркулер и форсунка Зажигание Образование смеси в дизельных двигателях Форсунки Как заводится дизельный двигатель

Первая фаза сгорания (01), задержка воспламенения, начинается с момента подачи топлива (точка 1) и заканчивается, когда кривая сгорания выходит за линию сжатия (точка 2). Угол впрыска топлива составляет от 20° до 35° поворота коленчатого вала.

Принцип работы и устройство дизельного двигателя

Конструктивно дизельные двигатели не отличаются от дизельных двигателей. Единственное отличие — принцип работы. Первые дизельные двигатели были изготовлены в начале 20-го века и использовались в судах, тракторах и дизельных двигателях. Во второй половине 20-го века в автомобилях стали использоваться автодизели, известные как дизельные силовые установки.

Насос впрыска топлива, или топливный насос высокого давления, был впервые усовершенствован компанией Bosch в Германии в десятилетия прошлого века. Считается, что с этого момента двигатель получил широкое распространение. Сегодня эти двигатели используются не только в судах и станках, но и в дизельных двигателях и дизель-поездах. Так в прошлом веке называли железнодорожные автобусы.

Мощность дизельных двигателей внутреннего сгорания отличается от мощности бензиновых двигателей. Однако многие начинающие автовладельцы не понимают, что такое дизельный двигатель и что такое бензиновый двигатель.

Давайте подробнее рассмотрим устройство дизельной электростанции и выясним, как она устроена и как работает.

Дизель

Устройство системы дизельного двигателя

Внутренняя часть дизельного двигателя состоит из следующих компонентов

Цилиндр

  • Цилиндры и поршни
  • Инжекторы
  • Впускные и выпускные клапаны
  • компрессор высокого давления, и
  • воздушный компрессор.

Типы дизельных двигателей классифицируются в зависимости от конструкции камеры сгорания. Существует три типа камер сгорания

  1. Раздельные камеры сгорания. Автоматические дизели этих типов оборудования поступают в одну камеру сгорания. Он виден при откручивании головки цилиндра. Затем масса в вихревой камере сжимается до минимума. Он начинает воспламеняться, а затем воспламененная воздушная масса попадает в первую камеру.
  2. Неразделимы. Операционная система такого силового агрегата проста. Камеры расположены в поршнях, а топливо подается в пространство над поршнями. Характеристики таких двигателей связаны с экономией топлива. Однако он более шумный.
  3. Блок питания перед камерой. Это третий тип дизельного двигателя внутреннего сгорания. В них есть тамбур. Они соединены с цилиндрами специальными трубами. Эти трубы, а точнее их размер и форма, определяют экономию топлива, выбросы, уровень шума и работу двигателя.

Степень сжатия в камерах разных типов дизельных двигателей различна. Однако он, пожалуй, выше, чем для бензиновых двигателей. Процесс сгорания начинается, когда воздушная масса попадает в камеру сгорания. Камера сгорания должна быть нагрета до определенной температуры.

Дизельные двигатели могут быть двухтактными или четырехтактными. В последнее время компании в основном стали производить четырехтактные двигатели. Они более надежны и мощны, чем двухтактные двигатели.

Реверсивные дизельные двигатели используются на судах. Подобные двигатели использовались в более ранних дизельных двигателях. Такие силовые агрегаты были необходимы для того, чтобы механизм мог двигаться назад.

Теперь мы знаем, как устроены современные дизельные двигатели, используемые в автомобилях. Давайте посмотрим, как они начали работать.

Принцип работы дизельного двигателя

Принцип работы дизельного двигателя заключается в следующем.

Принцип работы

  • Поршень опускается в самое нижнее положение и
  • После того как поршень опускается в нижнюю точку, в оставшееся пространство поступает свежая воздушная масса.
  • Поршень поднимается до упора, воздушная масса постепенно нагревается и
  • плунжер достигает наивысшей точки, и смесь нагревается до 800 градусов Цельсия.
  • Теперь топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя. Когда топливо вступает в контакт с горячей воздушной массой, топливо и воздух воспламеняются.

Сгорание смеси в камере сгорания производит шум, который слышен водителю во время работы дизельного двигателя. Процесс полного сгорания даже разбавленного топлива способствует высокому крутящему моменту силового агрегата. Поэтому, в отличие от бензиновых двигателей, дизельные двигатели очень экономичны и мощны.

Внимание! Процесс сгорания продолжается до тех пор, пока происходит впрыск топлива. Поэтому двигатель работает при постоянном давлении продуктов сгорания. Это влияет на срок службы двигателя.

Опытные инженеры говорят, что наличие свежего воздуха важно для дизельных двигателей. Поэтому воздушные фильтры следует очищать и заменять через второй межсервисный интервал, чтобы предотвратить засорение воздушной смеси. В противном случае недостаточная подача воздуха может привести к проблемам с двигателем.

Далее рассмотрим, как устроена топливная система дизельного двигателя.

Дизельные и бензиновые двигатели состоят из одних и тех же компонентов, выполняющих одинаковые функции. Однако компоненты дизельных двигателей рассчитаны на более высокие нагрузки и поэтому более долговечны.

Особенности конструкции

Конечно, дизельные двигатели не имеют существенных отличий от обычных двигателей внутреннего сгорания, таких как двигатель Ванкельреципропистона, структура которого полностью отличается от «структуры» обычного двигателя внутреннего сгорания, но они имеют ряд особенностей, отличающих их от бензиновых двигателей.

Дизельные двигатели также имеют кривошипно-шатунный механизм, но с гораздо более высокой степенью сжатия — 19-24 единицы по сравнению с 9-11 единицами соответственно. Фундаментальное различие между дизельными и бензиновыми двигателями заключается в способе образования, воспламенения и сгорания смеси.

В дизельных двигателях нет свечи зажигания, и смесь воспламеняется в результате сжатия. В этом случае воздушное топливо и дизельное топливо подаются отдельно. Следует также отметить, что немногие современные дизельные двигатели не имеют нагнетателя, который используется для повышения эффективности работы агрегата. Нагнетатели с изменяемой геометрией используются для оптимизации наддува в максимально широком диапазоне скоростей. Дизельные двигатели более эффективны, но тяжелее бензиновых и производят больше крутящего момента на более низких оборотах.

Принцип работы дизельного двигателя

Как работают дизельные двигатели? И самое главное, как воспламеняется топливо в камере сгорания, если в двигателе такого типа нет свечи зажигания? Сначала воздух поступает в цилиндр. В конце такта сжатия, когда поршень почти достиг верхней мертвой точки, температура в камере сгорания достигает высокого значения (примерно 700-800°C), и в цилиндр впрыскивается дизельное топливо. Он воспламеняется сам по себе, без искрового зажигания. Однако дизельные агрегаты все еще имеют свечи зажигания, но это свечи зажигания, а не свечи зажигания, которые нагревают камеру сгорания для облегчения запуска двигателя в холодную погоду.

Свечи накаливания дизельного двигателя в рабочем состоянии

Он может быть установлен на спирали (для металлических и керамических), в гидромассажной камере или во фронтальном фамбере (если речь идет об устройстве с отдельной камерой сгорания) или непосредственно в камере сгорания (если она не разделена). При включении зажигания свеча накаливания практически за несколько секунд достигает температуры около 1000°C, нагревая воздух в камере сгорания и способствуя самогенерации топливно-воздушной смеси.

Типы дизельных двигателей

Широко распространены двигатели с раздельными камерами сгорания — топливо впрыскивается в специальную камеру в головке блока над цилиндром и соединяется с ней каналами, и процесс сгорания не совсем такой же, как в бензиновом двигателе. В этой вихревой камере воздушный поток закручивается более интенсивно, способствуя более эффективному смешиванию и самовоспламенению, которое продолжается в основной камере сгорания. Кстати, дизельные двигатели с раздельными камерами сгорания не так шумны при использовании вихревых камер, поскольку интенсивность нарастания давления при самовоспламенении снижается.

В дизельных двигателях с неразделенными камерами сгорания процесс самовоспламенения происходит непосредственно в пространстве избыточного давления. Этот тип устройства несколько более шумный.

Из-за тяжелого компрессора двигатели не могли использоваться в наземных транспортных средствах. Однако во время эксплуатации от него невозможно было отказаться, так как топлива было очень мало, и его работа была очень стабильной. Расчеты показали, что можно ожидать значительно большей мощности двигателя, если решить проблемы с подачей топлива.

Дизельный двигатель: устройство, принцип работы

Вторым по популярности двигателем внутреннего сгорания был дизельный двигатель, который устанавливался только на грузовые автомобили. КПД дизельных двигателей выше, чем у самого распространенного двигателя внутреннего сгорания — бензинового. Благодаря более высокой эффективности дизельные двигатели потребляют гораздо меньше топлива. Автомобильные инженеры-конструкторы смогли создать эти преимущества благодаря уникальной конструкции.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания постоянно модифицируются. Дизайнеры способствуют улучшению технических характеристик. Новые бензиновые двигатели с прямым впрыском дают КПД 30 %, дизельные двигатели без турбокомпрессоров — 40 %, а с турбокомпрессорами — около 50 %.

Поэтому дизельные двигатели становятся все более популярными в Европе и в целом по всему миру. Бензин становится дороже дизельного топлива. Все больше людей перед покупкой автомобиля оценивают его расход. Основными существенными недостатками дизельных двигателей являются их большие размеры и большой вес. По этой причине они устанавливались только на грузовики.

Создание и обслуживание дизельного двигателя сложнее, поскольку он требует проектирования, чтобы все детали были изготовлены с высокой точностью.

История.

Дизельный двигатель (также известный как дизель) — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, принцип работы которого основан на сжатии и самовоспламенении распыленного горячим воздухом топлива. До конца 20-го века этот тип двигателя внутреннего сгорания устанавливался на кораблях, тепловозах, автобусах, грузовиках и тракторах. С конца 20-го века, когда испытания прошли успешно, их начали массово устанавливать в легковых автомобилях.

История дизельных двигателей

Название этого двигателя соответствует фамилии изобретателя Дизеля. Рудольф Дизель создал двигатель внутреннего сгорания в 1897 году. Ему удалось создать устройство. Там топливо воспламенялось за счет сжатия, а не за счет искры.

Согласно Википедии, в 1824 году Сади Карно изобрел и сформулировал идею цикла Карно. Его суть заключалась в способности доводить топливо до температуры самовоспламенения за счет быстрого сжатия.

Шестьдесят шесть лет спустя, в 1890 году, Рудольф Дизель воплотил эту идею в жизнь: 23 февраля 1892 года он получил патент (лицензию) на двигатель, а в следующем году опубликовал брошюру о двигателе. Он запатентовал различные варианты.

История дизельных двигателей

Дизельный двигатель был успешно испытан только 28 января 1987 года (предыдущие попытки были неудачными). Впоследствии Р. Дизель начал продавать лицензии на свои изобретения.

Хотя новые двигатели были мощнее и удобнее в эксплуатации, чем паровозы, они были больше и тяжелее (больше и тяжелее, чем паровозы того времени).

Первоначальная идея заключалась в том, что топливом будет служить углеродный порошок. Однако после испытаний этого вида топлива оказалось, что углеродная пыль очень быстро изнашивает детали двигателя из-за своих абразивных свойств и золы, образующейся в результате сгорания этой пыли.

Растительное масло и светлые нефтепродукты также использовались в качестве топлива. Дизельный двигатель был успешно испытан на этом топливе.

Оцените статью