- Принцип работы двигателя Дизеля
- Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя
- От чего зависит компрессия
- Как устроен дизельный двигатель
- Примеры реализации двигателей внешнего сгорания на автомобилях
- Четвертый такт — выпуск.
- Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
- Устройство топливной системы дизельного мотора
- Плюсы и минусы дизельного мотора
- Дизельный двигатель с турбонаддувом
- Способы изгиба труб ПНД
- Сгибание труб с применением формовочной машины
- Технология сгибания труб с помощью строительного фена
- Судовые двигатели внутреннего сгорания (СДВС)
- Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя:
- Виды топлива
- Турбина и интеркуллер
- Турбояма
- Четырехтактная установка
- Volkswagen 1.6 TDI
- Конструкция
- Интеркуллер
- Что еще стоит почитать
Принцип работы двигателя Дизеля
Принцип действия мотора дизельного типа отличается от бензиновых моторов. Свечей зажигания здесь нет, а топливо подается в цилиндры отдельно от воздуха.
Рабочий цикл такого силового агрегата можно представить следующим образом:
- часть воздуха подается в камеру сгорания дизеля;
- поршень поднимается, сжимая воздух;
- от температуры воздуха до температуры около 800˚C;
- в цилиндр вприскивается топильво;
- ДТ воспламеняется, что приветствую понижение скорости и выпечатыванию рабочего хода;
- продукты горения удалияться с продувкой через выпускные окна.
Его экономичность зависит от того, как работает дизельный двигатель. В правильном агрегате используется бедная смесь, что позволяет экономить количество топлива в баке.
Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя
В большинстве автомобилей система охлаждения состоит из радиатора и водяного насоса. Охлаждающая жидкость циркулирует по рубашке охлаждения цилиндров, затем попадает в радиатор для охлаждения. В некоторых автомобилях (преимущественно в Volkswagen Beetle) и в большинстве мотоциклов и газонокосилок применяются двигатели с воздушным охлаждением (двигатели с воздушным охлаждением легко определить по ребрам снаружи цилиндров, отводящим тепло). Двигатели с воздушным охлаждением значительно легче, но хуже охлаждаются, что снижает их ресурс и производительность. Подробнее читайте в статье «Как работает система охлаждения».
На схеме представлено подключение патрубков системы охлаждения
Итак, теперь вы знаете, что и как охлаждает ваш автомобиль. Но почему циркуляция воздуха так важна? Большинство двигателей являются безнаддувными, т.е воздух поступает через воздушные фильтры прямо в цилиндры. Более распространенные днигители либо имени турбонаддув, либо наддув, т.е в двигатель подается воздух под давлением (для подачи в цилиндр большего объема топливно-воздушной смеси) для увеличения мощности двигателя. Уровень сжатия называется наддувом. При турбонаддуве небольшая турбина, установленная на выхлопной трубе, используется для вращения турбины нагнетателя набегающим потоком воздуха. Турбокомпрессор устанавливается непосредственно на двигатель для вращения компрессора.
увеличение пачитания двигателя — это, конечно, хорошо, но что происходит при повороте ключа? Система запуска состоит из электростартера и электромагнитного стартера. При повороте ключа зажигания стартер несколько раз проворачивает двигатель, чтобы запустить процесс сгорания. Для запуска холодного двигателя необходим мощный стартер. Стартер должен преодолеть:
- Любое собственное трение, вызванное поршневыми кольцами
- Давление сжатия любого цилиндра при сжатии
- Энергия, необходимая для открытия и закрытия клапанов с распределительным валом
- А также действие всех остальных деталей, установленных непосредственно на двигателе, например водяной насос, масляный насос, генератор и так далее
В связи с тем, что требуется большое количество энергии и в автомобилях используется 12-вольтовая система электроснабжения, на стартер необходимо подавать ток в несколько сотен ампер. Соленоид стартера представляет собой большой электронный выключатель, выдерживающий ток такой силы. Когда ключ зажигания поворачивается, он активирует соленоид, который подает питание на стартер.
В следующем разделе мы поговорим о подсистемах двигателя, отвечающих за то, что в него поступает (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).
Смазочная, топливная, выхлопная и электрическая системы двигателя
Когда дело доходит до ежедневного технического обслуживания, вас, скорее всего, будет интересовать количество бензина в бензобаке вашего автомобиля. Как бензин, который вы заливаете, заставляет цилиндры работать? Топливная система с помощью насоса подает топливо из бензобака и смешивает его с воздухом в определенных пропорциях, чтобы топливно-воздушная смесь затем поступала в цилиндры. Возможны три способа подачи топлива: науглероживание, впрыск во впускные каналы и непосредственный впрыск.
- При карбюрации устройство, которое называется карбюратор, смешивает бензин с воздухом при подаче воздуха в двигатель.
- В инжекторных двигателях необходимое количество топлива впрыскивается в каждый цилиндр отдельно либо над впускным клапаном (впрыск во впускные каналы), либо в сам цилиндр (непосредственный впрыск).
Читайте также: Новые формы проездных документов на 2023 год
Нефть также играет очень важную роль. Система смазки обеспечивает подачу масла к каждой движущейся части, чтобы они свободно двигались. В первую очередь смазка необходима поршням (для их плавного движения в цилиндрах) и подшипникам, обеспечивающим вращение таких деталей, как коленчатый и распределительный валы. В большинстве автомобилей масло из поддона картера подается с помощью масляного насоса, проходит через масляный фильтр для удаления абразивных частиц, а затем под давлением поступает к подшипникам и стенкам цилиндров. Затем масло стекает обратно в поддон, где скапливается, далее цикл повторяется.
От чего зависит компрессия
Как уже говорилось, компрессия дизеля, да и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.
ПОПУЛЯРНОСТЬ И ЧИТАТЕЛИ: Установка ГБО, опечатка описание работы
Но помимо этого компрессия двигателя зависит еще и от числа оборотов коленчатого вала. Чем ниже его обороты, тем больше времени требуется воздуху внутри цилиндра, чтобы найти место, откуда он может выйти.
Поэтому при измерении компрессии важно следить, чтобы у стартера было хотя бы минимум 200-250 оборотов коленчатого вала в минуту. В противном случае показания компрессора не будут соответствовать реальному значению этого показателя.
Конечно, не все факторы, влияющие на сжатие, но перечисленные являются одними из основных.
Как устроен дизельный двигатель
Основным отличием конструкции дизельного двигателя от бензинового является наличие ТНВД, дизельных форсунок и отсутствие свечей зажигания.
Общее устройство этих двух разностей силового агрегата не ценится. Удобный коленчатый вал, шатуны, поршни. При этом все элементы дизеля усилены, так как нагрузки на них выше.
На заметку: в некоторых двигателях дизельного типа установлены свечи накаливания, которые автомобилисты ошибочно принимают за аналоговые свечи зажигания. На самом деле это не так. Свечи накаливания используются для нагрева воздуха в баллонах в мороз.
При этом дизель заводится легче. Свечи зажигания в бензиновых двигателях служат для воспламенения топливно-воздушной смеси во время работы двигателя.
Система впрыска дизеля делается прямой, когда топливо поступает прямо в камеру, или непрямой, когда воспламенение происходит в форкамере (вихревой камере, вор-камере). Это небольшая полость над камерой сгорания, с одним или несколькими отверстиями, через которые туда поступает воздух.
Такая система способствует лучшему перемешиванию, равномерному повышению давления в цилиндрах. Часто именно в вихревых камерах используются свечи накаливания, призванные облегчить холодный пуск. При повороте замка зажигания автоматически начинается процесс нагрева свечи.
Примеры реализации двигателей внешнего сгорания на автомобилях
Были выпущены рабочие образцы такого двигателя, несмотря на сложности изготовления. В 50-х годах 20 века данным типом силового агрегата заинтересовались автомобилестроительные компании. Основной реализацией двигателей Стирлинга на автомобилях занимались Ford Motor Company и Volkswagen Group. Шведская компания UNITED STIRLING разработала такой двигатель, в котором разработчики старались чаще использовать серийные узлы и узлы (коленвал, шатуны). Разработан четырехцилиндровый V-образный двигатель с удельной массой 2,4 кг/кВт. Аналогичную массу имеет компактный дизель. Двигатель проверки занят на семитонные грузовые фургоны.
Самой выдающейся удачной моделью стала Philips 4-125DA, доступная для установки на легковые автомобили. Рабочая мощность двигателя составляла 173 лошадиные силы. Габариты немного отличаются от обычного бензинового двигателя.
Компания General Motors разработала восьмицилиндровый V-образный двигатель внешнего сгорания с серийным кривошипно-шатунным механизмом. В 1972 году таким мотором оснащалась лимитированная версия автомобиля Ford Torino. А расход топлива снизился на целых 25% по сравнению с предыдущими моделями. Сегодня несколько зарубежных фирм пытаются усовершенствовать конструкцию этого двигателя, чтобы приспособить его к серийному производству и установке на легковые автомобили.
Четвертый такт — выпуск.
Поршень движется от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан выхлопные газы выбрасываются через выхлопную трубу в окружающую среду. В конце такта выпуска газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200. После этого рабочий цикл дизеля повторяется.
В двухтактных двигателях время, отведенное на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска синхронизированы по времени с процессами сжатия и такта. Рабочий цикл происходит в 360 градусов (один оборот коленчатого вала).
При движении поршня из ВМТ в НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении поршня из НМТ в ВМ1 происходит впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давления и температуры) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.
Сравнение рабочих циклов четырехтактных, двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндров и вращении коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1,5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.
К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежего заряда, снижает экономичность.
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Рабочий циклвто с дизельным двигателем отличается тем, что во время такта впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.
Устройство топливной системы дизельного мотора
Топливная система отвечает за подачу строго определенного количества топлива с определенным давлением по определенному графику. Поэтому это достаточно сложная и дорогая сборка дизеля. Топливная система включает в себя следующие основные элементы:
- Топливный насос высокого давления. Подает топливо к форсункам в зависимости от действий водителя, режима работы двигателя и указаний управляющей программы. Современные топливные насосы представляют собой главный исполнительный механизм, обрабатывающий указания водителя и управляющий двигателем. На последних моделях легких дизельных автомобилей устанавливаются топливные насосы распределительного типа, которые равномерно подают топливо, хорошо работают на высоких скоростях, имеют компактные размеры.
- Форсунки. Вместе с топливным насосом они подают дозированное количество топлива в камеру сгорания. Тип распылителя форсунки задает фокла фочала горения топиля, исполнение его отница – исполнение потребления топливной системы. В настоящее время применяются форсунки с многодырчатыми и купельными распылителями. Распылители форсунок обычно изготавливаются из термостойких материалов, так как они непосредственно контактируют с камерой сгорания.
- Топливный фильтр. Разделяет мусор и воду в топливной смеси. Насос ручной подкачки позволяет удалить воздух из топливной системы. Дополнительная установка электроподогрева на топливный фильтр позволяет облегчить пуск двигателя при отрицательных температурах, избегая засорения фильтра парафином после кристаллизации дизельного топлива.
Плюсы и минусы дизельного мотора
Как и любой другой тип силового агрегата, дизельный мотор имеет положительные и отрицательные черты. К «плюсам» современного дизеля можно отнести:
- экономичность;
- хорошую тягу в различных районах ворот;
- чем у безинвого анолага, ресурс;
- меньшее количество
Дизель не лишен недостатков:
- моторы, не оборудованные свечами накаливания, плохо запускаются в мороз;
- дизель дороже и сложнее в обслуживании;
- высокие требования к качеству и своевременности обслуживания;
- высокие требования к качеству расходных материалов;
- большая, чем у бензиновых движков, шумность работы.
Дизельный двигатель с турбонаддувом
Принцип работы турбины на дизеле практически не отличается от такового на бензиновых двигателях. Суть в нагнетании в цилиндры дополнительного воздуха, что естественно увеличивает количество подаваемого топлива. За счет этого отмечается серьезный прирост мощности мотора.
Устройство турбины дизеля также не имеет существенных отличий от бензинового аналога. Устройство состоит из двух крыльев, жестко соединенных друг с другом, и корпуса, внешне напоминающего улитку. На корпусе турбокомпрессора имеется 2 впускных и 2 выпускных отверстия. Одна часть механизма встроена в выходной коллектор, вторая во входной.
Схема работы проста: газы, выходящие из работающего двигателя, раскручивают первую крыльчатку, которая вращает вторую. Вторая лопатка, установленная во впускном коллекторе, нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Увеличение расхода воздуха приводит к увеличению подачи топлива и повышению мощности. Это позволяет двигателю быстрее набирать скорость даже на малых скоростях.
Способы изгиба труб ПНД
Все технологии, используемые для гибки полиэтиленовых труб, основаны на свойствах этого полимера. Под воздействием высокой температуры он размягчается и принимает необходимую форму. В качестве отопительного оборудования используют формовочную машину или строительный вентилятор. Также можно использовать подручные средства и изготовить приспособление для размягчения и деформации полимера в виде спирали из медной проволоки.
Сгибание труб с применением формовочной машины
Сначала подготовьте каркас из плиты ДВП с учетом диаметра деформируемой трубы и ее длины. Оправа служит для надежного крепления заготовки и предохраняет ее от сколов, вмятин и других повреждений. Затем выполните следующие операции:
- с помощью формовочной машины изготавливают оболочку из силикона;
- вставьте полимерную трубку в оболочку и закрепите ее в рамке от ДВП;
- полученная конструкция закрепляется в формовочной машине;
- после нагрева полимера и его размягчения производится изгиб трубы ПНД, при этом она принимает форму каркаса;
- охладите препарат в течение 10 минут, снимите его и оставьте до полного застывания.
Схема гибки труб на трубогибочном станке
Поверхность каркаса из ЦСП следует тщательно отшлифовать наждачной бумагой и удалить неровности и другие дефекты. Это защищает пластиковую поверхность от повреждений.
Технология сгибания труб с помощью строительного фена
Когда нет формовочной машины, в качестве нагревательного прибора можно использовать газовую горелку или строительный фен. Сначала из плиты ДВП также строят шаблон необходимой формы, но потом технология немного меняется.
Рассмотрим, как согнуть трубу ПНД с помощью строительного фена. Эта операция выполняется следующим образом:
- найти на странице место изгиба и создать на нем хайтерный прибор;
- вращать трубку вокруг своей оси для равномерного нагрева;
- после размягчения полимера заготовку укладывают на подготовленный шаблон и постепенно сгибают под прямым углом, при этом следят, чтобы материал не порвался в месте деформации;
- оставить трубку на формовочной раме до полного остывания;
- снимите полученный элемент трубопровода и установите его в нужном месте.
При обогреве трубы необходимо следить за расположением оборудования. При слишком далеком расположении горелки или фена и недостаточном размягчении полимера заготовка может деформироваться при изгибе, а при приближении к ней существует вероятность воспламенения материала.
Применяемый строительный фен
Если радиус изгиба трубы ПНД не соответствует требуемому значению, то желательно дождаться ее полного остывания и повторить все действия заново. Попытка изменить конфигурацию до затвердевания полимера может привести к необратимой деформации заготовки.
В процессе изготовления шаблона необходимо исключить слишком резкие изгибы и заранее правильно рассчитать необходимые повороты.
Судовые двигатели внутреннего сгорания (СДВС)
Дизельный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распыленного топлива
ИА Нефтегаз.RU. Первые судовые движительные дверные горелки (ДВС) появились в начале 20 века. Датский корабль Зеландия постройки 1912 г имел дизельную установку с 2 дизелями мощностью 147,2 кВт.
Поздравляем, основную часть основных энергетических установок, установленных на судах, составляет ДВС.
Паротурбинные установки имеют только суда с мощностью двигателя от 14 700 до 22 100 кВт.
Дизельная силовая установка состоит из 1 или нескольких главных двигателей, а также механизмов их обслуживания.
В зависимости от режима реализации рабочего цикла ДВС делятся на 4-тактные и 2-тактные.
Добавлена возможность долговременного лечения с надуванными наддувами.
По частоте вращения ДВС подразделяются на: тихоходные дизели с частотой вращения 100-150 об/мин, непосредственно приводящие в движение движитель корабля; среднеоборотные — 300—600 об/мин, которые приводят судно в движение через редуктор.
К концу 1960-х годов на кораблях установили реверсивные главные двигатели, что позволило кораблю работать кормой. Только при маленько пационах для реверса ДВС уколизация специальными устройствами (реверсредукторами), дающими возможность маневрирования.
В 60-е годы, одновременно с появлением винта регулируемого шага, нереверсивные дизеля стали применять в качестве главного двигателя сначала на малых судах, траулерах и буксирах, а затем и на крупных торговых судах. Из-за этого конструкция двигателей была упрощена.
Машинный отсек (дизель со вспомогательными механизмами).
Судовая энергетическая установка с ДВС показана на снимке.
Помимо основного двигателя, есть еще 2 вспомогательных, которые приводят во вращение генераторы.
Для обслуживания главного и вспомогательных двигателей используются вспомогательные механизмы и системы, а также система трубопроводов и арматуры.
Топливная система предназначена для подачи топлива из баков к двигателю.
При этом для снижения вязкости топливо подогревается и освобождается в сепараторах и фильтрах от жидких и твердых примесей.
Система смазки служит для прокачки смазочного масла через двигатель с целью уменьшения трения между трущимися поверхностями, а также для отвода части получаемого от двигателя тепла и очистки масла.
Система охлаждения предназначена для отвода от двигателя тепла, проникающего в основном через стенки цилиндров и возникающего при сгорании топлива, а также для охлаждения циркулирующего смазочного масла.
Эта система состоит из насосов для пресной и морской воды и охладителей воды и масла.
Стартер, в состав которого входят компрессоры, баллоны со сжатым воздухом, а также трубопроводы и арматура, служит для запуска основного и вспомогательного двигателей.
Наряду с упомянутыми выше вспомогательными системами главного и вспомогательных двигателей в моторном отделении находятся и другие судовые механизмы общего назначения.
Принцип работы 4-тактного двигателя показан на рисунке ниже.
В 4-тактном двигателе рабочий цикл осуществляется за 2 оборота коленчатого вала, т е за 4 хода поршня.
Механическая работа выполняется только во время 1-го такта, остальные 3 используются для подготовки.
При 1-м такте поршень движется в направлении коленчатого вала.
Под действием полученного разреза воздух через открытый впускной клапан устремляется в цилиндр.
У дизеля без наддува давление всасываемого воздуха равно атмосферному, у дизеля с наддувом в цилиндр уже подается сжатый воздух. Во время 2-го цикла, когда всасывающие клапаны закрыты, ранее подаваемый воздух перед поршнем сжимается, вызывая повышение температуры и давления.
Топливоподкачивающий насос, привод которого согласован с движением соответствующего поршня, повышает давление топлива.
При достижении давления 19,62-39,24 МПа топливо впрыскивается через форсунку в цилиндр, в котором у дизелей без наддува давление сжатого воздуха составляет 2,94-3,43 МПа и температура 550-600°С, а у дизелей с наддувом дизелей соответственно 3,92-4,91 МПа и 600-700°С.
Принцип действия 4-тактного дизельного двигателя.
Топливо впрыскивается незадолго до того, как поршень достигает своего верхнего положения.
Впрыскиваемое и тщательно распыляемое топливо в сжатом воздухе нагревается, испаряется и вместе с воздухом образует горячую самовоспламеняющуюся смесь. 3-й такт из реальности.
В процессе сгорания топлива образуются горячие газы, которые вызывают повышение давления над поршнем у дизелей без наддува с 4,41 до 5,4 МПа, а у дизелей с наддувом с 5,89 до 7,85 МПа.
Под действием силы, возникающей от давления газов, поршень движется вниз, газы расширяются и производят при этом механическую работу.
Во время 4-го такта открывается выпускной клапан и выхлопные газы выходят.
четырехтактные судовые дизельные двигатели изготавливаются как многоцилиндровые двигатели. Они устроены так, что рабочие циклы равномерно распределяются по отдельным цилиндрам.
Принцип действия двухтактного дизельного двигателя.
Рабочий цикл 2-тактного дизеля включает 2 такта, или 1 оборот коленчатого вала.
первый такт, называемый сжатием, начинается, когда поршень находится в нижнем положении.
Впускные окна в боковых стенках цилиндра открыты. Через эти окна проходит предварительно сжатый картерный воздух, давление которого должно быть выше давления расширившихся газов в цилиндре. При этом продувочный воздух через открытый выпускной клапан вытесняет выхлопные газы из цилиндра и наполняет цилиндр новой дозой. Когда впускные окна закрыты поршнем, воздух в цилиндр не подается. Поскольку выпускной клапан одновременно закрывается, воздух в цилиндре сжимается. Этот процесс не показан на картинке.
Впрыск топлива и зажигание происходят точно так же, как и в 4-тактном двигателе.
Во время 2-го такта — работы (или программы) — расширяющиеся газы совершают механическую работу.
В конце этого цикла впускные окна открываются поршнем, и снова начинается процесс продувки цилиндра.
Выхлопные газы могут выходить из цилиндра через внешний клапан или через выпускные окна с поршневым приводом.
Под наддувом дизеля понимают подачу в цилиндры большего количества воздуха, чем требуется для заполнения всего цилиндра во время такта впуска.
Цель наддува — способствовать сжиганию наибольшего количества топлива за 1 рабочий цикл.
Это означает увеличение мощности двигателя без увеличения его габаритов (диаметра, хода и числа цилиндров), а также частоты вращения.
Наддув можно профессионально продавать счет зчатия входа перед цилиндром.
Во всех выпускаемых 4-тактных судовых дизелях предварительное сжатие воздуха происходит с помощью центробежного компрессора, который приводится в действие газовой турбиной, работающей на выхлопных газах дизеля.
Принцип работы газотурбинного компрессора.
1 — турбина, работающая на отработавших газах; 2 — отработавшие газы; 3 — свежий воздух; 4 — компрессор; 5 — коленчатый вал; 6 — цилиндр; 7 — поршень.
Работа компрессора показана на рисунке выше. Воздух, поступающий от компрессора, проходит через фильтры. После открытия впускного клапана сжатый воздух по воздушному коллектору подается к соответствующим цилиндрам.
В двухтактных дизелях предварительное сжатие воздуха происходит в центробежных компрессорах, в подпоршневом пространстве, а также в поршневых компрессорах с приводом от двигателя. Давление наддувочного водха достигает 0,14-0,25 МПа. На рисунке ниже основной низкооборотистый дизель с нагнетателем показан в разрезе.
Принцип действия низкооборотистого двухтактного дизеля: а — предварительно сжатый воздух вытесняет выхлопные газы из цилиндра; б — одновременно происходит сжатие и всасывание; с — рабочий такт и предложение сжатие; г — предварительно сжатый воздух вытесняет выхлопные газы из цилиндра двигателя без выпускного клапана.
двухтактные дизели выполнены в виде многоцилиндровых рядных двигателей с 10-12 цилиндрами.
Диаметр цилиндров больших двухтактных дизелей достигает 1000 мм, ход поршня — 1500-2000 мм.
Мощность цилиндра при обходим пачитация двигателя более 29 440 квт от 2900 до 3700 квт.
В связи с этим ДВС можно использовать в качестве главного двигателя и на крупных судах.
двухтактные дизели имеют очень большие габариты и массу.
Их упестная масса добагает 40-55 кг/кВт. При мощности, например, 14 720 кВт масса 600-800 тонн.
4-тактный дизель (рядный двигатель).
1 — блок наддува; 2 — охладитель наддувочного водха; 3 — трубопровод отходящих газов; 4 — трубопровод наддувочной водыха; 5 — трубопровод охлаждающей воды; 6 — маслопровод; 7 — топливопровод; в — распределительный клапан; 9 — ведущее колесо; 10 — промежуточные шестерни; 11 — приводное колесо коленчатого вала; 12 — коленчатый вал; 13 — шатун; 14 —поршень; 15 — цилиндрическая втулка; 16 — камера водяного охлаждения; 17 — крышка цилиндра; 18 — выпускной клапан; 19 — впускной клапан; 20 — топливный кран; 21 — штанга; 22 — топливный насос; 23 — маслораэбрызгивающее кольцо; 24 — картера масляной ванны; 25 — станина двигателя; 26 — блок цилиндров.
Четырехтактные дизели применяются на судах либо в составе дизель-генераторных установок, либо в качестве главного двигателя в многовальных энергетических установках (один дизель на один двигатель) и, соответственно, в нескольких двигателях на один двигатель. Использование среднеоборотных дизелей в качестве основного двигателя дает следующие преимущества:
— повышение надежности (при выходе из состава одного двигателя остальные продолжают работать);
— уменьшение габаритов и собственной массы деталей (например, клапанов, поршней, кривошипно-шатунных механизмов, подшипников и т д);
— снижение удельной массы, которая в зависимости от мощности составляет от 14 до 35 кг/кВт (для мощности около 2200 кВт).
Среднеоборотные дизели также используются в дизель-электрических установках в качестве основного двигателя.
4-тактный дизель V-образной конструкции.
1 — поршень; 2 — цилиндровая гильза; 3 — коленчатый вал.
Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя:
а — впуск водыха; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выброс отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан
Виды топлива
Агрегаты внутреннего сгорания могут использовать разные виды топлива:
- Моторы, работающие на бензине, вызывают воспламенение воздушной смеси от электрического разряда свечи зажигания.
- Дизельные двигатели отличаются тем, что не имеют системы зажигания. Дизельное топливо под давлением направляется через форсунки непосредственно в двигатель и воспламеняется за счет того, что внутри рабочей камеры уже есть кислород, нагретый до температуры большей, чем требуется для воспламенения топлива.
- Газовые установки экономичнее за счет более чеспеного фильпола, но требуют качественной системы охлаждения и специального масла из-за зиного нагрева.
- Гибрид — сочетание дизельного и электрического двигателей.
- Водородные системы используются редко — до недавнего времени не было возможности создать безопасную электростанцию. Toyota Mirai стала первой машиной с водородным двигателем нового поколения.
Устройство силовой установки Toyota Mirai.
Чаще всего используются бензиновые и дизельные двигатели. Первые способны развивать большую мощность и скорость, а вторые более экономичны, имеют более плавный ход и надежную конструкцию.
Как работает ДВС на бензине и дизтопливе.
Благодаря отсутствию системы электрозажигания дизельные автомобили менее уязвимы к воздействию жидкости, поэтому их часто ставят на внедорожники и военные машины.
Турбина и интеркуллер
Турбина позволяет увеличить производительность ДВС. Топливо полностью сгорает в камере, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Турбокомпрессор обеспечивает большой расход воздуха при самых низких скоростях. Благодаря тому, что дроссельная заслонка в этой конструкции просто отсутствует, она позволяет более полно наполнять цилиндры.
- Фейсбук
- Google+
- ЖЖ
- Блогер
В двигателях с турбиной сжатый воздух сильно греется. Это не очень хорошо вызвано турбонаддувом — снижается его эффективность, происходит потеря мощности. Интеркулер – промежуточный воздухоохладитель, охлаждающий воздух, что способствует повышению его плотности и большему наполнению цилиндров.
Благодаря плавной работе турбины и интеркулера мощность мотора увеличивается на 15-20%.
Турбояма
При работе турбина может совершать до 200 тысяч оборотов в минуту. Раскрутить ее до недвижимой скорости вращения мгновенно невозможно. Это привет к окружающей т.н турбоямы, когда от момента нажатия на педаль газа до начала интенсивного разгона проходит некоторое время (1-2 секунды).
Проблема решается модификацией турбинного механизма и установкой нескольких рабочих колес разного размера. При этом маленькие крылья мгновенно разворачиваются, после чего их догоняют крупные элементы. Такой подход позволяет практически полностью ликвидировать турбо.
Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (турбина с регулируемым соплом), выполняемые задачи те же проблемы. В настоящее время существует большое количество модификаций турбины подобного типа. Коррекция геометрии успешно справляется с обратной ситуацией, когда оборотов и воздуха становится слишком много и необходимо тормозить роторы.
Четырехтактная установка
Как работает двигатель внутреннего сгорания, совершающий полный цикл за четыре хода поршня:
- Поршень движется вниз, синхронно с ним открывается впускной клапан, и топливная смесь всасывается в камеру внутреннего сгорания.
- Достигнув нижней мертвой точки, поршень по инерции поднимается вверх, а топливо, находящееся внутри цилиндра, сжимается. Впускной и выпускной клапаны в этот момент закрыты.
- Возгорание пламени (температура может достигать 2000оС и более) и под действием взрывной волны поршень опускается (клапан также остается закрытым).
- Открывается выпускное отроев и поршень, поднимаясь, выталкивает выхлопные газы, после чего цикл начинается заново.
Анимация работы черетыткатного ДВС в распере.
Третий такт называется рабочим, так как только в нем поршень производит кинетическую энергию (остальные три такта совершаются по инерции).
Volkswagen 1.6 TDI
Дизель TDI, разработанный инженерами компании Volkswagen, остается вне конкуренции по расходу топлива. Он самый экономичный. Приход в 1.6 литров конструкторам замечать земно нежизненный папетиты мотора, сочарив пачисти, 90-120 л с в разных модификациях.
В двигателе 1.6 TDI используется система впрыска Common Rail, форсунки Bosh и турбокомпрессор с изменяемой геометрией. Благодаря повышенному давлению в системе подачи топлива и усовершенствованной турбине удалось добиться расхода топлива всего 4,5 л/100 км. И это при неторопливой езде по городу. На трассе этот мотор показывает куда лучший результат – 3,5 л/100 км по паспорту, а в реальности может приближаться к 3 л.
Дизель 1.6 TDI использовался во многих автомобилях марок Volkswagen, Audi, Scoda. Его вычислительный ресурс составляет 350 000 километров.
Конструкция
Принцип работы дизеля заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений кривошипно-шатунного механизма в механическую работу.
Отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в способе приготовления и воспламенения топливной смеси. В камерах сгорания бензиновых двигателей воспламеняется заранее приготовленная топливно-воздушная смесь посредством искры от зажигания свечи зажигания.
Особенность дизеля в том, что смешение происходит непосредственно в камере сгорания. Рабочий такт выставление выпрыскивания по восприятию дозированного порции фильпа. В конце такта сжатия реакция нагретого воздуха с дизелем приводит к воспламенению рабочей смеси.
Двухтактный дизель имеет более узкую сферу применения. Использование одноцилиндровых и многоцилиндровых дизелей этого типа имеет ряд конструктивных недостатков:
- эмоциональную продувку цилиндров;
- провеченный расходный масло при активной установке;
- залегание поршневых колец в условиях высокотемпературной эксполнительной и прочих.
Двухтактный дизель с оппозитным расположением поршневой группы имеет высокую начальную стоимость и очень сложен в обслуживании. Установка такого агрегата целесообразна только на морских судах. В таких условиях благодаря малым габаритам, малой массе и большей мощности при одинаковых оборотах и рабочем объеме более предпочтителен двухтактный дизель.
Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания широко используется в домашнем хозяйстве в качестве электрогенератора, двигателя для мотоблоков и самоходных шасси.
Этот вид выработки энергии накладывает определенные условия на устройство дизеля. Ему не нужен бензонасос, свечи зажигания, катушка зажигания, высоковольтные провода и другие жизненно важные для нормальной работы бензинового двигателя компоненты.
В генерировании и производстве дизтоплива наблюдения: топилвный насос выходно представления и форсунки. Для облегчения холодного пуска в современных двигателях используются свечи накаливания, предварительно нагревающие воздух в камере сгорания. Во многих автомобилях сзади установлен вспомогательный насос. Задача насоса низкого давления – перекачка топлива из бака в топливный аппарат.
Интеркуллер
Было замечено, что при использовании в смеси холодного воздуха КПД двигателя возрастает до 20%. Это открытие привело к появлению интеркулера — дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность работы.
После всасывания воздух проходит через радиатор, а в остывшем состоянии попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой вы можете подробно ознакомиться с рабочей схемой интеркулера.
За турбиной модный автомобиль недвижимость дунный образме. Механизм крайне чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому смазочный материал рекомендуется менять не реже, чем через 5-7 тысяч километров пробега.
Кроме того, после остановки машины оставьте ДВС включенным на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла она перегревается). К сожалению, даже при грамотной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.
На заметку: оптимальным решением проблемы перегрева турбины на дизельных моторах является установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель включенным на необходимое время после выключения зажигания. По окончании необходимого периода электроника сама отключает силовой агрегат.
Устройство и принцип действия дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом для большегрузного транспорта, требующего хорошей тяги «по земле». Современные дизели с одинаковым успехом работают и в легковых автомобилях, основными требованиями к которым являются: время приема и разгона.
Сложный уход за дизелем компенсируется долговечностью, экономичностью и надежностью в любых ситуациях.
Что еще стоит почитать
Дизельная топливная система
Топливная смесь
Впускной коллектор с изменяемой геометрией
Принцип работы двигателя автомобиля
Принцип работы инжектора