Принцип работы дизельного ДВС

Дизельный двигатель: устройство, принцип работы, преимущества

Дизельный двигатель (дизель) представляет собой поршневой ДВС, принцип работы которого основан на самовоспламенении топлива при воздействии горячего сжатого воздуха.

Конструкция дизеля в целом мало чем отличается от бензинового двигателя, за исключением того, что в дизеле отсутствует как таковая система зажигания, поскольку воспламенение топлива происходит по другому принципу. Не от искры, как в бензиновом двигателе, а от высокого давления, с помощью которого сжимается воздух, из-за чего тот сильно разогревается. Высокое давление в камере сгорания накладывает особые требования к изготовлению деталей клапанов, которые предназначены для восприятия более серьезных нагрузок (от 20 до 24 единиц).

Дизельные двигатели применяются не только на грузовых, но и на многих моделях легковых автомобилей. Дизели могут работать на различных типах топлива – на рапсовом и пальмовом масле, на фракционных веществах и на чистой нефти.

Принцип действия дизельного двигателя

Принцип действия дизеля основан на компрессионном воспламенении топлива, которое попадает в камеру сгорания и смешивается с горячей воздушной массой. Рабочий процесс дизеля зависит исключительно от неоднородности ТВС (топливно-воздушной смеси). Подача ТВС в таком типе двигателя происходит раздельно.

Вначале подается воздух, который в процессе сжатия нагревается до высоких температур (около 800 градусов по Цельсию) , затем в камеру сгорания под высоким давлением (10-30 МПа) подается топливо, после чего происходит его самовоспламенение.

Сам процесс воспламенения топлива всегда сопровождается высокими уровнем вибраций и шума, поэтому двигатели дизельного типа являются более шумными в сравнении с бензиновыми собратьями.

Дизели могут иметь как 2, так и 4 рабочих такта (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск). Большинство автомобилей оснащено 4-х тактовыми дизельными двигателями. 

Типы дизельных двигателей

По конструкционным особенностям камер сгорания дизели можно разделить на три типа:

• С разделенной камерой сгорания. В таких устройствах подача топлива осуществляется не в основную, а в дополнительную, т.н. вихревую камеру, которая располагается в головке цилиндрового блока и соединяется с цилиндром каналом. При попадании в вихревую камеру воздушная масса максимально сжимается, тем самым улучшая процесс воспламенения топлива. Процесс самовоспламенения начинается в вихревой камере, затем переходит в основную камеру сгорания.
• С неразделенной камерой сгорания. В таких дизелях камера располагается в поршне, а топливо подается в пространство над поршнем. Нераздельные камеры сгорания с одной стороны позволяют экономить расход топлива, с другой стороны – повышают уровень шума при работе двигателя.
• Двигатели предкамерные. Подобные дизели оснащаются вставной форкамерой, которая соединяется с цилиндром тонкими каналами. Форма и размер каналов определяют скорость движения газов при сгорании топлива, снижая уровень шума и токсичности, увеличивая ресурс работы двигателя. 

Топливная система в дизельном двигателе

Основой любого двигателя дизельного типа является его топливная система. Основной задачей топливной системы является своевременная подача нужного количества топливной смеси под заданным рабочим давлением.

Важными элементами топливной системы в дизельном двигателе являются:

• насос высокого давления для подачи топлива (ТНВД);
• топливный фильтр;
• форсунки

Топливный насос

Насос отвечает за подачу топлива к форсункам по установленным параметрам (в зависимости от числа оборотов, рабочего положения регуляторного рычага и давления турбонаддува). В современных дизельных двигателях могут применяться два типа насосов для топлива – рядные (плунжерные) и распределительные.

Топливный фильтр

Фильтр является важной составляющей частью двигателя дизельного типа. Топливный фильтр подбирается строго в соответствии с типом двигателя. Фильтр предназначен для выделения и удаления из топлива воды, и лишнего воздуха из топливной системы.

Форсунки

Форсунки не менее важные элементы топливной системы в дизеле. Своевременная подача топливной смеси в камеру сгорания возможна только при взаимодействии топливного насоса и форсунок.

В дизелях применяются два типа форсунок – с многодырчатым и шрифтовым распределителем.

Распределитель форсунок определяет форму факела, обеспечивая более эффективный процесс самовоспламенения.

Холодный пуск и турбонаддув дизельного двигателя

Холодный пуск отвечает за механизм предпускового подогрева.

Это обеспечивается за счет электрических нагревательных элементов – свечей накаливания, которыми оснащена камера сгорания.

При запуске двигателя свечи накаливания достигают температуры в 900 градусов, подогревая воздушную массу, которая попадает в камеру сгорания.

Турбонаддув отвечает за повышение мощности и эффективности работы дизеля.

Он обеспечивает подачу большего количества воздуха для более эффективного процесса сгорания топливной смеси и увеличения рабочей мощности двигателя.

Для обеспечения нужного давления наддува воздушной смеси во всех рабочих режимах двигателя применяется специальный турбонагнетатель.

Остается только сказать, что споры относительно того, что лучше выбрать рядовому автолюбителю в качестве силовой установки в свой автомобиль, бензин или дизель, не утихают до сих пор. Преимущества и недостатки есть у обоих типов двигателя и выбирать необходимо, исходя из конкретных условий эксплуатации автомобиля.

Источник: https://autodromo.ru/articles/dizelnyy-dvigatel-ustroystvo-princip-raboty-preimushchestva

Как работает дизельный двигатель

1650 Просмотров

Дизельная технология сильно продвинулась вперед. Особенно это стало заметно в последнее десятилетие. Практически половина европейских авто на сегодня – это дизельные модели.

Хотя принцип работы дизельного двигателя не изменился, но изменилось устройство. Теперь процесс проходит тише, а выхлопные газы стали более экологическими.

Теперь из трубы не вырывается черный неприятный дым, который обогащает нашу планету вредными веществами.

Становление дизеля

Современные дизельные моторы отличаются своей мощностью. Их процесс работы прост, не требует много затрат, так как цикл проходит экономичней.

Ведь в камеру внутреннего сгорания попадает сравнительно дешевое топливо в достаточно малых количествах по сравнению с бензиновым собратом.

Характеристика дизельных моторов существенно отличается от бензиновых.

отличительная характеристика дизельного двигателя – это процесс приготовления топлива для работы, а также его воспламенение.

Также воспламенение смеси для бензинового возможно благодаря искре свечи, а в дизельном благодаря высокой температуре и большому давлению. Отсюда и сильный шум, который раньше так был свойственен двигателю.

Хотя сам процесс работы отличается мало. Рассмотрим этот четырехтактный цикл, свойственный для дизельного силового агрегата.

Цикл – впуск

На первом такте поршню нужно переместиться с верхней мертвой точки в нижнюю. В это время клапан для впуска открыт, а для выпуска закрыт. Так как в цилиндре разряженная атмосфера, то в него попадает воздух.

Цикл – сжатие

Теперь закрываются оба клапана. Поршень поднимается, воздух сжимается. Давление растет и достигает пяти МегаПаскалей. Растет и температура, так как воздух сжимается, она достигает семисот градусов по Цельсию.

Цикл – расширение

Достигнув верхней точки, когда давление в цилиндре на максимуме, впрыскивается доза горючего, которая распыляется форсункой.

Так как температура высокая, то отдельные капельки, смешавшись с горячим воздухом, воспламеняются.

Поршень опускается, совершается полезная работа. В итоге температура опускается до семисот градусов, давление падает до половины МегаПаскаль.

Цикл – выпуск

Открывается выпускной клапан. Поршень совершает движение, под которым выталкивается отработанный газ. Температура уже равна пятистам градусам, а давление одной десятой МегаПаскаль.

Так повторяются циклы и дальше.

Благодаря тому, какой процесс проходит в двигателе внутреннего сгорания, можно использовать дешевое горючее, что способствует более выгодному обслуживанию мотора.

А это говорит об экономичности дизеля. К тому же и коэффициент полезного действия на десять процентов выше, чем бензинового.

Да и процесс создания крутящего момента выше, так как он достигается с лучшими усилиями.

Можно отметить в процессе работы устройства несколько недостатков.

Это, во-первых, более шумная работа, во-вторых, большее вибрирование, в-третьих, проблема в холодном цикле, что приводит к меньшей мощности.

Но, учитывая, что процесс работы дизеля каждого нового авто все более совершенен, то и данные недостатки стали незаметны.

Строительство дизеля

Так как сжимается устройство дизеля сильнее раза в два, то сами детали выполняются более мощными, так как иначе подобный цикл они бы не выдержали.

Например, речь идет о камере сгорания. Также отметим создание поршня. Он имеет структуру низа такой, какой предполагает камера сгорания.

И чаще всего камера сгорания находится в самом поршне.

Также в дизельном устройстве поршень выступает выше блока цилиндров, что отличает его от бензинового мотора. Ведь воспламеняется горючее необычно, без искры, хотя свечи есть.

Немного поговорим о свече накаливания.

Показатели дизеля состоят в том, что они связаны с тем, как впрыскивается воздух, и как он, накалившись, способствует взрыву смеси.

Работа внутри камеры

Цикл работы внутри камеры сгорания, как мы уже увидели, очень прост. Но типы камер сгорания могут быть разными.

Выделяют две основные. Это неразделенные камеры сгорания и разделенные камеры сгорания.

Во втором случае горючее впрыскивается прямо в головку цилиндра.

Выделяют раздельные камеры нескольких типов. Речь идет о форкамере и вихрекамере. В них смесь горит и образуется разными путями.

Для первого варианта горючее отправляется в предварительное место, которое связано с отверстием в цилиндре, оно, соприкасаясь со стенками, образует смесь с воздухом.

Она, в свою очередь, взорвавшись, отправляется по каналам в ту камеру, где происходит ее догорание. При этом каналы устроены так, что образуется разница в давлении между камерой и цилиндром.

Во втором случае, все происходит тоже отдельно, в полом месте. Когда идет такт, то воздух сжимается, попадая в камеру, там он закручивается, образуя вихревые силы. Именно это, а не удары о стенки, приводит к перемешиванию горючего и воздуха.

Можно заметить, что в разделенных камерах проходит двухэтапное перемешивание смеси и ее возгорание. Поэтому двигатель работает мягче.

Теперь перейдем к разговору о неразделенной камере, которая дала название дизелю – непосредственный впрыск.

Она выглядит, как нечто полое, находясь в днище поршня. Топливо впрыскивается прямо в цилиндр, что уменьшает в разы расход горючего.

Такой принцип работы можно наблюдать на грузовиках.

Мы увидели существенную разницу между дизельным и бензиновым двигателем.

Первый работает от возгорания горючей смеси за счет высокой температуры, а другой за счет искры.

Источник: http://PortalMashin.ru/service/engine/kak-rabotaet-dizelnyj-dvigatel.html

Какие бывают двигатели внутреннего сгорания: виды, типы и особенности ДВС

Поршневой ДВС (движок внутреннего сгорания) является термический машинкой и работает по принципу сжигания консистенции горючего и воздуха в камере сгорания. Главной задачей такового устройства выступает преобразование энергии сгорания топливного заряда в механическую полезную работу.

Не глядя на общий принцип деяния, сейчас существует огромное количество агрегатов, которые значительно различаются друг от друга благодаря целому ряду личных конструктивных особенностей. В данной нам статье мы побеседуем о том, какие бывают двигатели внутреннего сгорания, также в чем состоят их главные особенности и отличия.

Типы движков внутреннего сгорания

Начнем с того, что ДВС быть может двухтактным и четырехтактным. Что касается авто моторов, обозначенные агрегаты четырехтактные. Такты работы мотора представляют собой:

• впуск топливно-воздушной консистенции либо воздуха (что зависит от типа ДВС);
• сжатие консистенции горючего и воздуха;
• сгорание топливного заряда и рабочий ход;
• выпуск из камеры сгорания отработавших газов;

По такому принципу работают как бензиновые, так и дизельные поршневые моторы, которые отыскали обширное применение в карах и на иной технике. Также стоит упомянуть и агрегаты на газу, в каких газовое горючее сжигается аналогично дизтопливу либо бензину.

Бензиновые силовые агрегаты

Что касается поршневых бензиновых моторов, такие двигатели имеют систему зажигания для воспламенения рабочей консистенции от искры. Системы питания в таковых агрегатах могут быть карбюраторными либо инжекторными (впрысковыми).

Изготовление рабочей консистенции в карбюраторных ДВС происходит в карбюраторе, дальше смешанный бензин и воздух подаются во впускной коллектор. Сейчас такие системы числятся устаревшими, потому что не способны обеспечить движку должную экологичность и экономичность.

Впрысковые ДВС по типу конструкции системы питания бывают моноинжекторными (моновпрыск) либо системами с распределенным впрыском.

Решения с распределенным впрыском имеют отдельную форсунку на любой цилиндр, которая установлена рядом с впускными клапанами.

Таковая система питания, в особенности распределенный впрыск, дозволяет прирастить мощность мотора, при всем этом достигается топливная экономичность и происходит понижение токсичности отработавших газов. Это сделалось вероятным благодаря четкой дозе подаваемого горючего под управлением ЭСУД (электрическая система управления движком).

Предстоящее развитие систем топливоподачи привело к возникновению моторов с прямым (конкретным) впрыском.

Основным их различием от предшественников будет то, что воздух и горючее подается в камеру сгорания раздельно.

Иными словами, форсунка устанавливается не над впускными клапанами, а устанавливается прямо в цилиндр.

Схожее решение дозволяет подавать горючее впрямую, при этом сама подача разбита на несколько шагов (подвпрысков).

В итоге удается достигнуть очень действенного и настоящего сгорания топливного заряда, движок получает возможность  работать на бедной консистенции (к примеру, моторы семейства GDI), падает расход горючего, понижается токсичность выхлопа и т.д.

Дизельные моторы

Дизельный движок работает на дизтопливе, также в значимой мере различается от бензинового. Основное отличие заключается в отсутствии искровой системы зажигания.  Воспламенение консистенции горючего и воздуха в дизеле происходит от сжатия.

Если просто, поначалу в цилиндрах сжимается воздух, который очень греется. В крайний момент происходит впрыск солярки прямо в камеру сгорания, опосля что подогретая и очень сжатая смесь воспламеняется без помощи других.

Если ассоциировать дизельные и бензиновые ДВС, дизель различается наиболее высочайшей экономичностью, наилучшим КПД и максимумом вращающего момента, который доступен на низких оборотах.

Но в перечне минусов таковых агрегатов можно выделить чувствительную топливную систему, также больший вес и наименьшие скорости в режиме наибольших оборотов. Дело в том, что дизель вначале «тихоходный» и имеет наименьшую частоту вращения коленчатого вала по сопоставлению с бензиновыми ДВС.

Дизели также различаются большей массой, потому что особенности воспламенения от сжатия подразумевают наиболее суровые перегрузки на все элементы такового агрегата.

Иными словами, детали в дизельном моторе наиболее крепкие и томные.

Также дизельные моторы наиболее гулкие, что обосновано действием воспламенения и сгорания дизельного горючего.

Роторный движок

Движок Ванкеля (роторно-поршневой движок) представляет собой принципно иную силовую установку.

  В таком ДВС обычные поршни, которые совершают возвратно-поступательные движения в цилиндре, просто отсутствуют.

Основным элементом роторного мотора является ротор.

Обозначенный ротор вращается по данной линии движения. Роторные ДВС бензиновые, потому что схожая система не способна обеспечить высшую степень сжатия рабочей консистенции.

К плюсам относят компактность, огромную мощность при незначимом рабочем объеме, также способность стремительно раскручиваться до больших оборотов. В итоге авто с таковым ДВС владеют выдающимися разгонными чертами.

Если гласить о минусах, то стоит выделить приметно сниженный ресурс сравнимо с поршневыми агрегатами, также высочайший расход горючего.

Также роторный движок различается завышенной токсичностью, другими словами не совершенно вписывается в современные экологические эталоны.

Гибридный движок

Гибридный агрегат практически является сочетанием поршневого бензинового либо дизельного ДВС и электромотора. Также в конструкции находится тяговая аккумуляторная батарея, которая питает электродвигатель.

Гибрид работает по принципу наибольшей экономии горючего, другими словами движок внутреннего сгорания задействуется лишь в определенных режимах.

При размеренной езде колеса вращает электромотор, а ДВС подключается тогда, когда батарея разряжается, нужно интенсивное убыстрение ТС, перегрузки довольно высочайшие т.п.

Такое сочетание 2-ух типов силовых установок дозволяет получить улучшение разгонной динамики (в особенности когда сразу задействован ДВС и электромотор), наблюдается значимая экономия горючего и малый выброс ядовитого выхлопа.

Сборка и технические свойства ДВС

Еще стоит добавить, что есть бессчетные разновидности движков внутреннего сгорания, которые различаются друг от друга по компоновке и расположению цилиндров.

Дело в том, что место в моторном отделе ограничено, при всем этом на различных карах возникает необходимость уместить в таком пространстве агрегат с тем либо другим количеством цилиндров.

Обычно, по компоновке на большинстве машин почаще всего можно повстречать:

• рядный движок;
• V-образный мотор;
• оппозитный движок;

Рядный движок значит, что все его цилиндры  размещены в одной плоскости.

Рядные «четверки» (4-х цилиндровый мотор) являются самым всераспространенным типом ДВС.

Рядные «шестерки»  также очень популярны, они меньше вибрируют, имеют  приемлемую мощность, но таковой движок выходит довольно длинноватым.

Еще одним вариантом является V-образный движок. Цилиндры в таком моторе размещаются в 2-ух плоскостях,  напоминая литеру «V».

Еще добавим, что угол меж плоскостями принято именовать углом развала.

Также отдельного внимания заслуживает оппозитный движок. Броско, что таковая сборка подразумевает угол развала 180 градусов.

Практически, цилиндры и поршни находятся друг напротив друга, а сам агрегат именуется «boxer».

Такое размещение позволило уменьшить высоту оппозитника, понизить уровень вибраций, сделать лучше развесовку и т.д.

Также стоит упомянуть массивные W-двигатели.

Обозначенные силовые агрегаты многоцилиндровые (к примеру, W12) Что касается компоновки, система может включать в себя сходу три ряда цилиндров, которые размещены под огромным углом развала.

Советуем также прочесть статью о том, что такое оппозитный движок. Из данной нам статьи вы узнаете о особенностях конструкции, также о главных преимуществах и недочетах моторов данного типа.

Еще одним вариантом является размещение тех же 3-х рядов цилиндров, при всем этом угол развала очень уменьшен (как и в случае с VR-компоновкой).

Обычно, конкретно  крайний вариант прижился на массивных легковых авто класса «премиум», спорткарах и приличных джипах.

Дело в том, что даже при таком количестве цилиндров движок все равно различается  компактностью.

Главные технические характеристики ДВС

Двигатели внутреннего сгорания также имеют целый ряд черт и характеристик, которые закладываются конструктивно. Если просто, идет речь о рабочем объеме, степени сжатия, мощности и вращающем моменте и т.д.

Больший энтузиазм для рядового мещанина, естественно же, представляет мощность и моментная черта. Вращающий момент, который создается на коленчатом валу, практически показывает на то, какая сила тяги будет передаваться на колеса.

Естественно, чем огромным окажется показатель вращающего момента, тем большей будет тяга.

Иными словами, от данного показателя зависит разгонная динамика.

Повышение вращающего момента и мощности может быть средством 2-ух методов:

• больший рабочий размер;
• сжигание большего количества топливно-воздушной консистенции;

Если просто, в первом случае идет речь о физическом увеличении  камеры сгорания и размера цилиндров. Во 2-м предполагается принудительная подача воздуха в цилиндры под давлением для сжигания большего количества горючего.

Обычно, массивные двигатели с огромным объемом атмосферные, другими словами «засасывают» внешний воздух в цилиндры без помощи других благодаря возникающему разрежению от движения поршней.

Массивные агрегаты, при всем этом владеющие наименьшим объемом, оснащаются механическими компрессорами либо турбонаддувом.

В таковых ДВС воздух нагнетается принудительно, другими словами поступает  в камеру сгорания под давлением.

Что в конечном итоге

Как видно, приведенный выше материал дает общее представление о том, какие есть двигатели внутреннего сгорания.

При всем этом  даже с учетом общего принципа деяния, силовые агрегаты могут существенно различаться по таковым показателям, как сборка, мощность, вращающий момент, расход горючего и т.д.

Советуем также прочесть статью о том, что такое движок GDI. Из данной нам статьи вы узнаете о особенностях конструкции, механизмах работы,также плюсах и минусах моторов данного типа.

На одних ДВС для получения нужной мощности употребляется система конфигурации фаз газораспределения в комплексе с турбонаддувом, тогда как на остальных с буквально таковым же рабочим объемом и компоновкой такие решения отсутствуют.

По данной нам причине для беспристрастной оценки производительности того либо другого мотора на различных оборотах, при этом не на коленвалу, а на колесах, нужно проводить особые всеохватывающие замеры на динамометрическом щите.

Источник : krutimotor.ru

Источник: https://yavmashine.ru/2/kakie-byvajut-dvigateli-vnutrennego-sgoranija-vidy-tipy-i-osobennosti-dvs/