1. Історія створення
2. Дизельний двигун
3. Принцип роботи
4. додаткові вузли
5. Як працює турбіна
6. Интеркуллер і форсунка
7. підсумки

Почати варто з того, що ККД дизельного двигуна набагато вище, ніж у бензинового аналога. Простіше кажучи, цей мотор витрачає набагато менше палива. Подібного результату конструкторам вдалося добитися за рахунок створення унікальної конструкції.

Важливо! Принцип роботи дизельного двигуна сильно відрізняється від бензинового.

Безумовно, сучасні бензинові двигуни мають безліч різноманітних технологічних інновацій. Досить згадати прямий впорскування. Незважаючи на це, показник корисної дії бензинового мотора становить близько 30 відсотків. У дизеля цей же параметр досягає 40. Якщо ж згадати турбонаддув, то цифра може дійти до 50%.

Не дивно, що дизельні мотори поступово завойовують Європу. Дорогий бензин стимулює покупців до покупки більш економічних машин. Виробники в режимі реального часу відстежують зміни в споживчих перевагах, впроваджуючи відповідні корективи в виробничий процес.

На жаль, конструкція дизельного двигуна не позбавлена ​​недоліків. Одним з найістотніших є велика вага. Безумовно, інженери виконали величезний шлях, поступово зменшуючи вагу мотора, але у всього є межа.

Справа в тому, що в пристрої дизельного двигуна всі деталі повинні бути підігнані одна до одної максимально точно. Якщо в бензинових аналогах допускається можливість невеликого люфту, то тут все по-іншому. Як результат на самому початку впровадження технології дизельні агрегати встановлювали тільки на великі машини. Досить згадати ті ж вантажівки початку минулого століття.

Історія створення

Важко собі уявити, але перший працездатний дизельний двигун сконструював інженер Рудольф Дизель ще в XIX столітті. Тоді як паливо використовувався звичайний гас.

З розвитком технології вчені стали експериментувати. В результаті, які тільки є екологічно безпечними не використовувалися, щоб досягти кращих результатів. Наприклад, деякий час мотори заправлялися рапсовим маслом і навіть сирою нафтою. Безумовно, подібний підхід не міг дати по-справжньому серйозних досягнень.

Багаторічні дослідження привели вчених до ідеї використання мазуту і солярки. Їх низька собівартість і непогана займистість дозволили скласти серйозну конкуренцію бензиновим аналогам.

Увага! Мазут і солярка робляться без застосування складних технологічних процесів. Саме це є запорукою їх низької ціни. Фактично вони являють собою побічний продукт від переробки нафти.

Спочатку системи упорскування палива в пристрої дизельних двигунів були вкрай недосконалі. Це не дозволяло використовувати агрегати в машинах, які працювали на високих оборотах.

Перші зразки автомобілів, оснащених дизельними двигунами, з'явилися в 20-х роках минулого століття. Це був вантажний і громадський транспорт. До цього мотори такого класу застосовувалися тільки на стаціонарних верстатах або кораблях.

Лише через 15 років з'явилися перші машини, які працювали за рахунок дизельного двигуна. Незважаючи на це ще дуже довго дизель, будучи потужним і мають імунітет до детонації, не мав широкого поширення в автомобілебудуванні. Справа в тому, що при наявності вагомих переваг у агрегату був цілий ряд недоліків, таких як підвищений шум при роботі і велику вагу.

Лише в 70-х роках, коли почали зростати ціни на нафту, все кардинально змінилося. Автомобілебудівники і споживачі спрямували свої погляди до автомобілів, в своєму пристрої, які мають дизельні двигуни. Саме тоді вперше з'явилися компактні дизелі.

Дизельний двигун

Пристрій дизельного двигуна

Пристрій дизельного двигуна складається з чотирьох основних елементів:

• циліндрів,
• поршнів,
• паливної форсунки,
• впускного і випускного клапана.

Кожен елемент конструкції виконує своє завдання і має свої конструкційні особливості. В процесі розвитку дана технологія доповнилася багатьма деталями, які дозволили домогтися набагато більшої продуктивності, ось основні з них:

• турбіна,
• Паливна форсунка,
• інтеркулер.

Кожна з цих деталей дозволила значно збільшити ККД дизельного двигуна.

Принцип роботи

Дизельний двигун працює за рахунок стиснення. Завдяки цьому процесу рідина під тиском потрапляє в камеру згоряння. Пропускними елементами служать форсунки інжектора.

Важливо! Паливо потрапляє всередину тільки тоді, коли повітря має потрібну силу стиснення і високу температуру.

Повітря повинен бути досить гарячим, щоб паливо запалало. Перед тим як потрапити всередину рідину проходить через ряд фільтрів, які затримують чужорідні частинки, здатні нашкодити системі.

Щоб зрозуміти принцип роботи дизельного двигуна потрібно розглянути весь процес подачі та запалення палива від початку і до кінця. На початковому етапі повітря подається через впускний клапан. При цьому поршень рухається вниз.

Деякі впускні системи додатково облаштовуються заслінками. Завдяки їм в конструкції створюється два канали, через які повітря потрапляє всередину. В результаті даного процесу відбувається завихрення повітряних мас.

Увага! Впускні заслінки можуть бути відкриті тільки при високій частоті обертання коленвала.

Коли поршень досягає верхньої точки, повітря стискається в 20 разів. Граничний тиск становить близько 40 кілограм на квадратний сантиметр. При цьому температура доходить до 500 градусів.

Форсунка впорскує паливо всередину камери в строго заданій кількості. Займання відбувається виключно через високу температуру. Саме цей факт пояснює те, що в пристрої дизельного двигуна немає свічок. Мало того, система запалювання відсутня як така.

Відсутність в конструкції дросельної заслінки дозволяє розвинути великий крутний момент. Але число оборотів при цьому знаходиться на стабільно низькій позначці. За один цикл може здійснюватися кілька упорскувань рідини.

Вниз поршень штовхає тиск розширюються газів. Результатом даного процесу є те, що повертається коленвал. Сполучною ланкою в даному микропроцессами є шатун.

Дійшовши до нижньої точки, поршень знову піднімається вгору, тим самим виштовхуючи вже відпрацьовані гази. Вони виходять назовні за допомогою випускного клапана. Такий робочий цикл повторюється раз за разом в дизельному двигуні.

Щоб знизити відсоток сажі в газах, які виходять через вихлопну систему існує спеціальний фільтр. Він дозволяє в значній мірі зменшити шкоду, що наноситься екології.

додаткові вузли

Як працює турбіна

Турбіна в пристрої дизельного двигуна дозволяє значною мірою збільшити загальну продуктивність системи. Проте автомобільні інженери не відразу прийшли до цього рішення.

Поштовхом до створення турбіни і впровадження її в загальне пристрій дизельного двигуна стало те, що паливо не встигає повністю згоріти, поки поршень рухається до мертвій точці.

Принцип роботи турбіни на дизельному двигуні полягає в тому, що даний конструкційний елемент дозволяє добитися повного згорання палива. Як результат потужність мотора істотно зростає.

Пристрій турбонагнетателя складається з таких елементів:

• Два кожуха - один кріпиться на турбіну, другий на компресор.
• Підшипники представляють собою опору вузла.
• Захисну функцію виконує сталева сітка.

Весь цикл роботи турбіни дизельного двигуна складається з наступних етапів:

1. Повітря всмоктується всередину за допомогою компресора.
2. Підключається ротор, що приходить в рух за рахунок ротора турбіни.
3. Интеркуллер охолоджує повітря.
4. Повітря проходить кілька фільтрів і потрапляє всередину через впускний колектор. В кінці даного дії клапан закривається. Відкриття відбувається при завершенні робочого ходу.
5. Через турбіну дизельного двигуна проходять відпрацьовані гази, тим самим чинячи тиск на ротор.
6. На даному етапі швидкість обертання турбіни дизельного двигуна може досягати близько 1500 оборотів в секунду. Це змушує обертатися ротор компресора за допомогою валу.

Цей цикл повторюється раз за разом. Завдяки використанню турбіни потужність дизельного двигуна зростає.

Важливо! За рахунок охолодження щільність повітря зростає.

Збільшення щільності повітря дозволяє подавати його в значно більшій кількості всередину двигуна. Збільшення потоку сприяє тому, що паливо всередині системи повністю згоряє.

Интеркуллер і форсунка

Під час стиснення збільшується не тільки щільність повітря, а й його температура. На жаль, це сильно впливає на довговічність дизельного двигуна. Тому вченими було придумано такий пристрій, як інтеркулер. Він ефективно знижує температуру повітряного потоку.

Важливо! Интеркуллер працює за допомогою охолодження повітря шляхом теплообміну.

У пристрої може бути одна або дві форсунки. Їх завдання полягає в тому, щоб розпорошувати і дозувати паливо. Принцип роботи форсунки дизельного двигуна реалізується за рахунок кулачка, який відходить від розподільного вала.

Увага! Форсунки дизельного двигуна працюють в імпульсному режимі.

підсумки

За рахунок використання нових технологій і додаткових вузлів дизельний двигун дозволяє домогтися вражаючого показника корисної дії від згоряння палива. Даний показник досягає 40-50 відсотків. Що майже в два рази більше, ніж в бензиновому аналогу.