Дизельный двигатель, названный в честь Рудольфа Дизеля, представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива происходит за счет повышения температуры воздуха в цилиндре в результате механического сжатия; таким образом, дизельный двигатель представляет собой так называемый двигатель с воспламенением от сжатия. Это отличается от двигателей, в которых используется искровое зажигание топливно-воздушной смеси, таких как бензиновый двигатель или газовый двигатель.
Дизельные двигатели работают, сжимая только воздух или воздух плюс остаточные продукты сгорания из выхлопных газов. Воздух поступает в камеру во время такта впуска и сжимается во время такта сжатия. Это увеличивает температуру воздуха в цилиндре настолько, что распыленное дизельное топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания, воспламеняется.
Поскольку топливо впрыскивается в воздух непосредственно перед сгоранием, распределение топлива неравномерно; это называется гетерогенной воздушно-топливной смесью. Крутящий момент, создаваемый дизельным двигателем, регулируется соотношением воздух-топливо (λ); Вместо дросселирования всасываемого воздуха дизельный двигатель зависит от изменения количества впрыскиваемого топлива, а соотношение воздух-топливо обычно высокое.
Дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД (КПД двигателя) среди всех существующих двигателей внутреннего или внешнего сгорания из-за его очень высокой степени расширения и присущей ему работы на обедненной смеси, что позволяет рассеивать тепло через избыточный воздух.
Также удается избежать небольшой потери эффективности по сравнению с бензиновыми двигателями с непрямым впрыском, поскольку во время перекрытия клапанов не остается несгоревшего топлива, и поэтому топливо не проходит напрямую от впуска/впрыска к выпуску.
Низкооборотные дизельные двигатели могут достигать эффективного КПД до 55%. Газовая турбина с комбинированным циклом – это двигатель внутреннего сгорания, который более эффективен, чем дизельный двигатель, но его масса и размеры делают его непригодным для использования в транспортных средствах, плавсредствах или самолетах.
Автомобили с дизельным двигателем похожи на автомобили с бензиновым двигателем, поскольку оба они используют двигатели внутреннего сгорания. Одно отличие состоит в том, что дизельные двигатели имеют систему впрыска с воспламенением от сжатия, а не систему с искровым зажиганием, используемую в большинстве бензиновых автомобилей.
В системе с воспламенением от сжатия дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя и воспламеняется за счет высоких температур, достигаемых при сжатии газа поршнем двигателя.
В отличие от систем контроля выбросов на автомобилях с бензиновым двигателем, многие автомобили с дизельным двигателем имеют дополнительные компоненты для последующей обработки, которые уменьшают содержание твердых частиц и расщепляют опасные выбросы оксидов азота (NOx) на безвредные азот и воду. Дизельное топливо является распространенным транспортным топливом, и в некоторых других вариантах топлива используются аналогичные системы и компоненты двигателя.
Анимация, показывающая четыре этапа работы дизельного двигателя:впуск, сжатие, мощность и выпуск.
Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель обычно работает, повторяя цикл из четырех стадий или тактов, во время которых поршень дважды перемещается вверх и вниз в течение цикла (другими словами, коленчатый вал вращается дважды).
В двухтактном дизеле полный цикл происходит, когда поршень перемещается вверх и вниз только один раз. Как ни странно, двухтактный цикл состоит из трех фаз:
Двухтактные двигатели меньше и легче четырехтактных и, как правило, более эффективны, поскольку они генерируют электричество один раз за оборот (а не один раз за два оборота, как четырехтактный двигатель). Это означает, что они требуют большего охлаждения и смазки и подвержены большему износу.
В зависимости от мощности существуют три основные размерные группы дизельных двигателей:малые, средние и большие.
Небольшие двигатели имеют выходную мощность менее 188 киловатт или 252 лошадиных силы. Это наиболее распространенный тип дизельного двигателя. Эти двигатели используются в автомобилях, легких грузовиках, некоторых сельскохозяйственных и строительных устройствах, а также в качестве малых стационарных электрогенераторов (например, на прогулочных судах) и в качестве механических приводов. Как правило, это рядные четырех- или шестицилиндровые двигатели с непосредственным впрыском топлива. Многие из них оснащены турбонаддувом и дополнительными охладителями.
Средние двигатели имеют мощность от 188 до 750 кВт, или от 252 до 1006 лошадиных сил. Большинство этих двигателей используются в большегрузных грузовиках. Обычно это двигатели с непосредственным впрыском, рядные, шестицилиндровые двигатели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением. Некоторые двигатели V-8 и V-12 также относятся к этой размерной группе.
Большие дизельные двигатели имеют номинальную мощность свыше 750 киловатт. Эти уникальные двигатели используются для морских судов, локомотивов и механических приводов, а также для производства электроэнергии. В большинстве случаев это системы с непосредственным впрыском, турбонаддувом и промежуточным охлаждением. Они могут работать со скоростью до 500 оборотов в минуту, когда надежность и долговечность имеют решающее значение.
Дизельные двигатели обычно используются в качестве механических двигателей, электрогенераторов и мобильных приводов. Они находят широкое применение в локомотивах, строительной технике, автомобилях и бесчисленных промышленных применениях. Их сфера распространяется почти на все отрасли промышленности, и их можно наблюдать ежедневно, если вы заглянете под капот всего, что проходите мимо.
Промышленные дизельные двигатели и дизель-генераторы применяются в строительстве, судостроении, горнодобывающей промышленности, больницах, лесном хозяйстве, телекоммуникациях, под землей и в сельском хозяйстве, и это лишь некоторые из них. Выработка электроэнергии для основного или резервного резервного питания является основным применением современных дизельных генераторов. Дополнительные примеры см. в нашей статье о различных типах двигателей и генераторов и их распространенном применении.
Дизельный двигатель намного эффективнее и предпочтительнее бензинового по следующим причинам:
Дизельный двигатель, любой 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.
Как и в случае с бензиновыми двигателями, дизельные двигатели запускаются при вращении электродвигателя, который запускает цикл воспламенения от сжатия. Однако в холодную погоду дизельные двигатели запускаются с трудом, просто потому что. сжатие воздуха не приводит к достаточно высокой температуре для воспламенения топлива.
Бензин и дизель получают из сырой нефти, которая добывается глубоко под землей. Сырая нефть перерабатывается для производства бензина (в Америке это называется бензином) или дизельного топлива. В двигателях большинства видов транспорта используются бензиновые или дизельные двигатели:от газонокосилок, автомобилей, автобусов и мотоциклов до больших кораблей и самолетов.
Основные компоненты дизельного двигателя:
Концептуально дизельные двигатели работают, сжимая воздух до высокого давления/температуры, а затем впрыскивая небольшое количество топлива в этот горячий сжатый воздух. Высокая температура вызывает испарение небольшого количества сильно распыленного впрыскиваемого топлива.
Дизельные двигатели иногда называют двигателями с воспламенением от сжатия, потому что инициирование сгорания зависит от воздуха, нагретого сжатием, а не от электрической искры. В дизельном двигателе топливо подается, когда поршень приближается к верхней мертвой точке своего хода.
Различают два класса дизельных двигателей:двухтактные и четырехтактные. Большинство дизельных двигателей обычно используют четырехтактный цикл, а некоторые более крупные двигатели работают по двухтактному циклу.
Дизельный двигатель забирает воздух, сжимает его, а затем впрыскивает в сжатый воздух топливо. Тепло сжатого воздуха самовоспламеняет топливо. В дизельном двигателе нет свечи зажигания.
Дизель обеспечивает большую мощность при более низких оборотах двигателя, чем их бензиновый эквивалент. Это делает дизель более подходящим для длительных поездок по автомагистралям, потому что они не работают так усердно, как бензиновые двигатели, чтобы обеспечить такую же производительность. Это также помогает сделать дизельные автомобили более подходящими для буксировки.
Когда дело доходит до эффективности, дизельные двигатели обеспечивают большую эффективность, используя на 15-20% меньше топлива по сравнению с бензиновыми двигателями. Низкий крутящий момент дизельных двигателей обеспечивает гораздо лучший опыт вождения по шоссе. Однако цена такой эффективности выше, чем у бензинового варианта того же автомобиля.
Дизельное топливо производится из сырой нефти и биомассы. Большая часть дизельного топлива, производимого и потребляемого в США, перерабатывается из сырой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Нефтеперерабатывающие заводы США производят в среднем от 11 до 12 галлонов дизельного топлива из каждого барреля сырой нефти объемом 42 галлона (США).
Дизельные двигатели по-прежнему более эффективны, чем бензиновые, но менее эффективны для тех, кто в основном занимается ездой по городу. Дизельные автомобили также имеют больший крутящий момент, что обеспечивает лучшую экономию топлива и более впечатляющее ускорение.
Дизельный двигатель, названный в честь Рудольфа Дизеля, — двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива вызывается повышенной температурой воздуха в цилиндре вследствие механического сжатия; таким образом, дизельный двигатель представляет собой так называемый двигатель с воспламенением от сжатия (двигатель с воспламенением от сжатия).
Дизельное топливо - это общий термин для дистиллятного жидкого топлива, продаваемого для использования в автомобилях, в которых используется двигатель с воспламенением от сжатия, названный в честь его изобретателя, немецкого инженера Рудольфа Дизеля. Он запатентовал свою оригинальную конструкцию в 1892 году. Дизельное топливо получают из сырой нефти и биомассы.
Три основные размерные группы. В зависимости от мощности существуют три основные размерные группы дизельных двигателей:малые, средние и большие.
Дизельное топливо премиум-класса имеет более высокое цетановое число, лучшую смазывающую способность и включает моющие средства, обеспечивающие возможность очистки форсунок по сравнению со стандартным дизельным топливом №2. Цетан измеряет задержку воспламенения топлива. Более высокое цетановое число соответствует более короткой задержке и лучшему воспламенению для более быстрого запуска и меньшего загрязнения.
Дизельное топливо обычно стоит дороже. Обслуживание может быть дороже, хотя вам не нужно делать это так часто. Дизельные автомобили производят намного больше NO2. Дизельные двигатели могут быть немного шумнее.
Когда дело доходит до эффективности, дизельные двигатели обеспечивают большую эффективность, используя на 15-20% меньше топлива по сравнению с бензиновыми двигателями. Низкий крутящий момент дизельных двигателей обеспечивает гораздо лучший опыт вождения по шоссе. Однако цена такой эффективности выше, чем у бензинового варианта того же автомобиля.
В 1890-х годах Рудольф Дизель изобрел эффективный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, который носит его имя.
У Дизеля было намерение разработать двигатель внутреннего сгорания, и он работал над этой идеей в течение нескольких лет, что привело к созданию прототипа в 1893 году и первой серийной модели дизельного двигателя в 1897 году.
Бензин приобрел известность в 1892 году, в то время как для дизельного топлива потребовалось немного больше времени, поскольку некоторые источники указывают на 1893 год, когда он был впервые использован и признан источником топлива. Итак, имея это в виду, бензин был технически первым, поскольку он завоевал популярность и коммерческий успех быстрее, чем его дизельный аналог.
Первые двигатели Рудольфа Дизеля с воспламенением от сжатия работали на арахисовом масле на Всемирной выставке в Париже.
Первый настоящий автомобильный двигатель обычно приписывают Карлу Бенцу. После долгих лет увлечения велосипедами и технологиями Бенц в 1885 году разработал то, что считается первым автомобилем с бензиновым двигателем. Речь шла об одноцилиндровом четырехтактном изобретении.
Как называется эта часть движка и как она работает?
Что такое HEMI? Как это работает?
Что такое дифференциал в автомобиле и как он работает?
Что такое турбокомпрессор? Типы и принцип работы
Что такое автомобильный двигатель? | Как работает автомобильный двигатель?