Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы

      Комментарии к записи Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы отключены

Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы

Все больше появляется машин, у которых характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора. Разберем устройство, особенности и принцип работы дизельных двигателей.
Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность, большой крутящий момент и более недорогое горючее, делают его предпочтительным вариантом. Дизели последних поколений близко приблизились к бензиновым моторам по шумности, сохраняя наряду с этим преимущества в надёжности и экономичности.

Конструктивные изюминки дизельных двигателей

По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Действительно, клапанные подробности значительно усилены, дабы принимать более высокие нагрузки — так как степень сжатия намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового мотора). Как раз этим разъясняется громадной габариты и вес дизельного двигателя в сравнении с бензиновым.
Принципиально отличие содержится в методах формирования топливно-воздушной смеси, ее сгорания и воспламенения. У бензинового мотора смесь образуется во впускной совокупности, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача воздуха и топлива происходит раздельно.

Сначала в цилиндры поступает чистый воздушное пространство. В конце сжатия, в то время, когда он нагревается до температуры 700-800оС, в камеру сгорания форсунками, под громадным давлением впрыскивается горючее, которое практически мгновенно самовоспламеняется.
Советую к прочтению: принцип работы ДВС, рабочие циклы двигателя
Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — из этого жёсткость работы и повышенная шумность дизеля. Такая организация рабочего процесса разрешает применять более недорогое горючее и трудиться на весьма бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Экологические характеристики также лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ заметно меньше, чем у бензиновых моторов.
К недочётам относят вибрацию и повышенную шумность, трудности холодного и меньшую мощность пуска. У современных дизелей эти неприятности не являются столь очевидными.

Типы дизельных двигателей

Существует пара типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их именую дизелями с ярким впрыском — горючее впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Яркий впрыск использовался по большей части на низкооборотных двигателях громадного рабочего количества.

Это было связано с трудностями процесса сгорания, и вибрацией и повышенным шумом.
Благодаря внедрению топливных насосов большого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого оптимизации процесса и впрыска топлива сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить его экономичность, снизить шум и вибрацию.
Самый распространенным есть второй тип дизеля — с раздельной камерой сгорания. Впрыск горючего осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. В большинстве случаев используется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром особым каналом так, дабы при сжатии воздушное пространство, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что усиливает смесеобразования и процесс самовоспламенения.

Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а после этого длится в главной камере сгорания.
При раздельной камере сгорания понижается темп нарастания давления в цилиндре, что содействует повышению и снижению шумности больших оборотов. Вихрекамерные двигатели составляют большая часть среди устанавливаемых на джипы и легковые автомобили (около 90 %).

Устройство топливной совокупность дизельного двигателя

Ответственной совокупностью дизеля есть совокупность топливоподачи. Ее функция — подача строго определенного количества горючего в заданный момент и с заданным давлением. требования и Высокое давление топлива к точности делают топливную совокупность сложной и дорогой.
Главными элементами топливной совокупности дизеля являются: топливный насос большого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр. ТНВД — топливный насос большого давления.
ТНВД рекомендован для подачи горючего к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от управляющих работы действий и режима двигателя водителя. По собственной сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной совокупности автоматического управления двигателем и главного аккуратного механизма, отрабатывающего команды водителя.
Нажимая педаль газа, шофер не увеличивает конкретно подачу горючего, а только меняет программу работы регуляторов, каковые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках в большинстве случаев используются ТНВД распределительного типа.
ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа стали широко распространены на легковых дизелях. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи горючего по цилиндрам и хорошей работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов.

Одновременно с этим эти насосы предъявляют высокие требования к качеству и чистоте дизтоплива: так как все их подробности смазываются горючим, а зазоры в прецизионных элементах малы.
Форсунки дизеля.
Вторым ответственным элементом топливной совокупности есть форсунка. Она вместе с ТНВД снабжает подачу строго дозированного количества горючего в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной совокупности, а тип распылителя определяет форму факела горючего, которая имеет ответственное значение для сгорания и процесса самовоспламенения.

Используются в большинстве случаев форсунки двух типов: со шрифтовым либо многодырчатым распределителем.
Форсунка на двигателе трудится в сверхтяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные перемещения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и наряду с этим распылитель конкретно контактирует с камерой сгорания. Исходя из этого распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особенной точностью и есть прецизионным элементом.
Топливные фильтры дизеля.
Топливный фильтр, не обращая внимания на его простоту, есть наиболее значимым элементом дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная свойство, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций есть удаление и отделение воды, для чего в большинстве случаев помогает нижняя сливная пробка.

На верхней части корпуса фильтра довольно часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной совокупности.
Время от времени устанавливается совокупность электроподогрева топливного фильтра, разрешающая пара уменьшить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Как происходит запуск дизельного двигателя?

Холодный пуск дизеля снабжает совокупность предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания засунуты электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за пара секунд разогреваются до 800-900оС, снабжая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение горючего.

О работе совокупности водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа.
Погасание контрольной лампы говорит о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается машинально, но не сходу, а через 15-25 секунд по окончании запуска, дабы обеспечить бесперебойную работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева снабжают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30оС, очевидно, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув дизельного двигателя

Действенным средством гибкости работы и повышения мощности дизеля есть турбонаддув. Он разрешает подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно расширить подачу горючего на рабочем цикле, в следствии возрастает мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что разрешает турбокомпрессору обеспечить действенный наддув с самых низких оборотов, избежав характерного бензиновым турбомоторам провала — "турбоямы".
Турбодизель имеет и кое-какие недочёты, которые связаны с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора намного меньше ресурса двигателя и не превышает в большинстве случаев 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет твёрдые требования к качеству моторного масла.

Подробнее в статье: что такое турбокомпрессор.

Совокупность Common-Rail для дизельного двигателя

Компьютерное управление подачей горючего разрешило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя совершенно верно дозированными порциями. Сперва поступает маленькая, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет основной «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением горючего от сжатия — это крайне важно, поскольку наряду с этим давление в камере сгорания увеличивается более медлено, без «рывка».

Благодаря этого мотор трудится мягче и менее шумно.
В следствии в дизелях с совокупностью Common-Rail расход горючего уменьшается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Кроме этого значительно уменьшается содержание в выбросе сажи и понижается шумность работы мотора. Подробнее в статье: Common Rail — что это?

работа и Устройство дизельного двигателя


Подобранные для Вас, статьи:

Кроме этого весьма интересно: