Как работает дизельный двигатель: Устройство дизельных двигателей | Yanmar Russia

Содержание

Как работает дизельный двигатель?

Автомобили с дизельными двигателями составляют почти половину от всего количества транспортных средств, ежегодно продаваемых как на официальных дилерских площадках, так и на вторичном рынке.

Силовые установки этого типа характеризуются экономичностью, значительной мощностью и динамикой. Такие агрегаты демонстрируют высокий крутящий момент и принципиально недоступный для бензиновых двигателей КПД (35%-35% у дизельных систем против 25%-35% у их аналогов). Эти преимущества, а также понизившийся уровень шума при эксплуатации и полное соответствие перманентно усложняющимся стандартам безопасности окружающей среды и обеспечили популярность дизелей как в легковом, так и в коммерческих классах транспортных средств.

Как происходит запуск дизельного двигателя?

Принцип работы дизельного двигателя следующий: в цилиндры поступает чистый воздух, который вследствие высокого сжатия нагревается до 700°С и более. После этого, при приближении поршня к верхней точке его траектории в камеру сгорания под давлением подается горючее, которое воспламеняется при контакте с горячим воздухом.

Момент воспламенения сопровождается резким повышением давления в цилиндре. Такой принцип работы позволяет мотору работать на максимально обедненных смесях, что обеспечивает экономичность его эксплуатации.

Для холодного старта дизеля используется система предпускового нагрева, основным элементом которой являются свечи накаливания –нагревательные элементы, размещенные в камерах сгорания. Они позволяют за несколько секунд поднять температуру воздуха до требуемого значения. При включении системы в салоне загорается лампочка. Ее обесточивание свидетельствует о готовности двигателя к запуску. Подача электроэнергии к свечам прерывается автоматически, спустя 15сек – 25 сек после старта. Это условие позволяет обеспечить стабильную работу непрогретого агрегата. Современные системы данного типа делают возможным легкий запуск дизеля при температурах до -30°С при условии исправности мотора и использования масла и топлива соответствующей сезонности и качества.

Конструктивные особенности

Схема дизельного двигателя в целом повторяет механизм бензинового силового агрегата с той разницей, что аналогичные детали значительно усиливаются с учетом более высоких нагрузок.

Поскольку воспламенение происходит в результате сжатия, из схемы исключаются компоненты системы зажигания, а свечи заменяются на элементы накаливания, не дающие искры и предназначенные для предварительного прогревания воздуха в камерах сгорания.

Характерной особенностью конструкции дизельного двигателя, связанной с самим принципом его работы, является геометрия днища поршней. Их форма определяется спецификой камеры сгорания. В верхней точке хода поршня, его днище оказывается выше самой крайней точки блока цилиндров. В некоторых случаях, в донышке поршня и располагается сама камера сгорания. От ее типа и реализованного способа подачи смеси и зависят технические и экологические характеристики конкретной модели дизельного двигателя.

Типы камер сгорания

В зависимости от их геометрии различают следующие виды камер сгорания.

Разделенные. В этом случае первичный впрыск горючего производится в отдельную полость, расположенную в головке блока. Такая технология позволяет снизить нагрузку на поршневую группу, а также значительно уменьшить шум от работы двигателя.

При этом процесс образования смеси может быть:

  • Форкамерным (предкамерным). Топливо под давлением поступает в предварительную камеру, соединенную с цилиндром несколькими каналами, где ударяется о ее стенки и таким образом смешивается с воздухом. После воспламенения смесь передается в основную камеру, где и дожигается полностью. Необходимый для максимально быстрого истечения газов через каналы перепад давления между цилиндром и форкамерой возникает в момент хода поршня на сжатие и на расширение.
  • Вихрекамерным. В этом случае первичное возгорание смеси также производится в отдельной камере, имеющей сферическую геометрию. В момент хода поршня на сжатие порция воздуха поступает в нее по соединительному каналу и интенсивно закручивается, образуя вихревой поток, за счет чего хорошо смешивается с горючим, поданным в определенный момент.

Характерными недостатками агрегатов с разнесенными камерами сгорания является усложненный запуск и повышенный расход топлива в связи с потерями при переходе порции воздуха в дополнительную камеру и обратного хода воспламененной смеси – в цилиндр.

Неразделенные. В этом случае горючее под давлением подается в цилиндр, а камерой служит полость, выбранная в донце поршня. В силу того, что такие агрегаты характеризуются повышенным уровнем шума и вибраций в процессе работы, особенно – при разгоне, до недавнего времени неразделенные агрегаты использовались на низкооборотистых моторах большого объема, предназначенных для коммерческого транспорта. Появление электронных систем впрыска позволило оптимизировать сгорание смеси в таких двигателях и значительно снизить уровень шума от их работы, что в свою очередь сделало неразделенные конструкции наиболее перспективным технологическим решением при проектировании новых типов силовых агрегатов.

Устройство топливной системы дизельного двигателя

Принцип работы дизельного двигателя обуславливает важность подачи в камеру сгорания строго дозированной порции смеси в определенный момент времени и под четко рассчитанным давлением. Система впрыска включает в себя следующие основные компоненты.

Топливный насос высокого давления (ТНВД). Этот элемент предназначается для забора порции горючего от расположенного в баке насоса подкачки и поочередной раздачи дозированных порций в индивидуальные трубопроводы форсунок на каждый цилиндр. Конструкция таких распылителей подразумевает их открытие при повышении давления в топливных магистралях. В зависимости от технологических решений различают следующие типы ТНВД:

  • Многоплунжерные рядные. Этот вариант насоса состоит из отдельных секций, по одной на цилиндр. Как правило, блоки  имеют рядную сборку. Каждая секция снабжена гильзой и плунжером, который приводится в движение мотором через кулачковый вал. Давление в подаваемом горючем зависит от частоты оборотов коленвала. Специфика конструкции такого насоса обуславливает высокий уровень шума при его работе и сложность в соблюдении актуальных экологических норм.
  • Распределительные. Этот тип насосов поддерживает необходимое давление в соответствии с режимом эксплуатации двигателя и отличаются равномерностью подачи горючего по цилиндрам, а также – стабильной работой на высоких оборотах. Конструкции данного типа имеют один плунжер, который перемещается в двух плоскостях. Поступательные движения обеспечивают нагнетание порции горючего, а вращательные – распределяют его по форсункам. Специфика распределительных насосов обуславливает требовательность к качеству топлива, так как оно служит для смазки трущихся деталей, а прецизионные элементы имеют минимально допустимые зазоры.

Топливные фильтры. Эта деталь дизельного двигателя предназначается для отделения и последующего отвода воды из заправленного в бак горючего, для чего используется сливная пробка в нижней части. Удаление воздуха из системы производится с помощью ручного насоса, расположенного на верхней стороне корпуса. Несмотря на относительную простоту конструкции, фильтр требует внимательного подбора по таким параметрам, как пропускная способность, тонкость очистки и т.д. Для предотвращения забивания кристаллизующимися парафинами и облегчения запуска в холодное время года система может снабжаться электроподогревом.

Турбонаддув. Этот элемент предназначен для нагнетания в цилиндры дополнительного объема воздуха, что позволяет увеличить подачу горючего и повысить мощность силового агрегата. Принцип работы дизельного двигателя подразумевает высокое давление выхлопных газов, которое дает возможность обеспечить эффективность наддува с низких оборотов и при этом избежать эффекта «турбо-ямы». Отсутствие дроссельной заслонки в силовых агрегатах этого типа упрощает схему управления компрессором и позволяет поддерживать эффективность наполнения цилиндров во всем диапазоне оборотов. В первую очередь, наддув позволяет оптимизировать процессы сгорания смеси в ситуациях, в которых атмосферный силовой агрегат будет испытывать нехватку воздуха. Наличие турбины обеспечивает повышение мощности при меньшем рабочем объеме и меньшей массе мотора. При этом снижается жесткость его работы. Установка дополнительного интеркулера – промежуточного охладителя воздуха, позволяет дополнительно повысить мощность силового агрегата на 15% и более за счет увеличения массового наполнения цилиндров.

Специфика работы турбины обуславливает срок ее эксплуатации, значительно меньший, чем ресурс самого дизельного двигателя. При этом, в связи с форсированием, снижается и срок работы силового агрегата, в камерах сгорания которого постоянно поддерживается повышенная температура, требующая охлаждения подаваемым через дополнительные форсунки маслом. Эта конструктивная особенность влечет за собой критическую требовательность мотора к качеству смазочных материалов.

Форсунки. Этот элемент топливной системы предназначен для подачи строго отмеренной дозы горючего в точно рассчитанный момент времени. Появление электронного управления подачей топлива позволило организовать его двухступенчатую подачу неравномерными порциями. При воспламенении первичной дозы повышается температура в камере, после чего в нее поступает основной «заряд» на этот цикл. Такая схема дала возможность исключить скачкообразное нарастание давления и снизить шум работы двигателя. В зависимости от конструкции различают два типа распылителей.

  • Насос-форсунки. Эта конструкция объединяет в себе распылитель и плунжерный насос.  Данный элемент устанавливается по одному на каждый цилиндр и приводится в действие толкателем, соединенным с кулачком распредвала. Линии подачи и слива горючего представляют собой технологические каналы в головке блока, благодаря чему может быть достигнуто давление до 2200 бар. Электронный блок управления отвечает за дозирование порции топлива и контроль угла опережения впрыска путем отправки сигналов на запорные пьезоэлектрические или электромагнитные клапаны. Конструкция насос-форсунок позволяет эксплуатировать их в многоимпульсном режиме, совершая от 2 до 4 впрысков за один цикл. Такая технология позволяет смягчить работу силового агрегата и снизить токсичность выхлопа.
  • Common Rail. Эта конструкция представляет собой общую топливную магистраль (рампу), в которой накапливается горючее, после чего по команде электронного управляющего блока впрыскивается через пьезоэлектрические или электромагнитные форсунки. Конструкция данного типа подразумевает применение ТНВД только для нагнетания давления в аккумуляторе, не используя его для регулировки момента впрыска и дозирования порций топлива. Такое конструктивное решение позволило сократить расход горючего до 20% при одновременном возрастании крутящего момента на малых оборотах до 25%. Электронный блок управления распылителями контролирует длительность фазы впрыска и оптимальный момент ее проведения по показателям ряда датчиков – температурного режима мотора, текущей нагрузки на него, давления в рампе, положение педали акселератора и т.д.

Сочетания турбины и системы Common Rail на сегодняшний день считается наиболее эффективным способом увеличения мощности дизельного двигателя при одновременном уменьшении токсичности его выхлопа.

Как работает дизельный двигатель

Дизельные двигатели сегодня приобретают огромную популярность. Такое устройство является очень производительным, а если говорить об экономичности, то большинство моделей превышает по данному показателю бензиновые аналоги.

Посетив сайт http://tdc.ua/equipments/dvigateli/perkins, можно просмотреть основные модели данных устройств и узнать более подробно обо всех технических характеристиках.

Дизельные двигатели — это мощность и надежность работы, которую можно применять для решения многих задач.

Особенности дизельного двигателя

Данный механизм очень похож по принципу работы на своего «коллегу» с бензиновым топливом. Эти виды устройств способны преобразовывать энергию, которая возникает от горения топлива, в движение.

В последующем это движение, через специальные механизмы, передается к другим частям устройства, заставляя выполнять их определенную работу. Например, с помощью этой энергии колеса автомобилей и приводятся в движение, заставляя тем самым ехать машину.

С каждым годом дизельные двигатели все больше усовершенствуются и становятся еще экономичней, мощней и надежней.

Принцип работы

Основным рабочим органом в двигателе является поршень, который, совершая поступательные движения, передает механическую энергию на коленчатый вал. В качестве топлива здесь используется дизель, который является продуктом переработки нефти.

В дизельном двигателе можно выделить 4 основных этапа (такта) сгорания топлива:

    1. Впуск. Первым этапом всего цикла является подача воздуха в цилиндр. Происходит это с помощью впускного клапана, когда поршень двигается вниз и в это время одновременно засасывает его.
    2. Сжатие. На данном этапе поршень начинает движение вверх, сжимая при этом воздух. Это осуществляется за счет того, что впускной клапан уже закрыт.
    3. Возгорание. Когда головка поршня достигает так называемой «верхней мертвой точки», в камеру подают топливо, которое распространяется по всему объему для лучшего сгорания. От высокой температуры оно самовоспламеняется и толкает поршень уже вниз, передавая таким образом движение.
    4. Выпуск. После чего происходит еще одно поднятие поршня, который выталкивает оставшиеся газы наружу сквозь выпускной клапан.

Эти 4 такта являются основой работы всего устройства. Для увеличения мощности дизельные двигатели могут оснащаться несколькими цилиндрами, которые соответственно работают в синхронном порядке.

Видео подробно демонстрирует, как работает дизельный двигатель:

Твитнуть

Читайте также:

Устройство и принцип работы дизельного двигателя + Видео

Если в нескольких словах описать принцип работы дизельного двигателя, то можно сказать, что зависит он во многом от давления, создаваемого в камере сгорания. Отличий от бензиновых моторов не очень много: имеется и блок, и ГБЦ, и форсунки, которые чем-то схожи с теми, которые используются в инжекторной системе впрыска. Единственное существенное отличие – топливо-воздушная смесь воспламеняется не от искры, которая проскакивает между электродами свечи, а от колоссального сжатия воздуха, которое нагревает и воспламеняет дизтопливо. Так как в цилиндрах очень высокое давление, то клапаны должны выдерживать большие нагрузки. Применяют дизельные моторы в большинстве своем на грузовиках, но нередко можно встретить и легковушки, работающие на дизтопливе.

Как работает двигатель на дизтопливе

Воспламенение топлива в дизельном двигателе

В основе дизельного мотора лежит компрессионное воспламенение топлива. Причем солярка, попадая в камеру сгорания, соединяется с нагретым воздухом. Вот и отличие в образовании смеси от бензинового двигателя – солярка и воздух в камеры сгорания поступают независимо, смешиваются непосредственно перед воспламенением. Сначала поступает некоторое количество воздуха. Когда он сжимается, начинается его нагревание (примерно до 800 градусов). Топливо поступает в цилиндр под давлением от 10 до 30 МПа. После этого оно воспламеняется. При работе возникает немало шума, а уровень вибраций достаточно высокий. По такому простому признаку легче всего отличить автомобиль с дизельным мотором. Кстати, в его конструкции свечи все-таки есть, вот только назначение у них совершенно иное. Они не воспламеняют смесь, а прогревают камеры сгорания, чтобы зимой проще было завести двигатель. Они так и называются – свечи накаливания.

Существуют как двух-, так и четырехтактные дизельные двигатели. Последние применяются на большинстве автомобилей и работают в таком режиме:

  1. Такт впуска.
  2. Происходит сжатие воздуха и впрыскивание топлива.
  3. Взрыв горючей смеси, поршень перемещается вниз, совершая рабочий ход.
  4. Производится выпуск отработанных газов, начало первого такта.

Свечи накала дизельного двигателя

До некоторых пор дизтопливо имело низкую стоимость, поэтому экономия для владельцев дизельных машин была существенная. Но вот капитальный ремонт, например, обходится намного дороже, в отличие от бензинового мотора. Да и устройство дизельного двигателя для большей части автомобилистов малознакомо.

Какие типы дизельных моторов существуют

Если провести разделение по конструкции, то можно выделить всего три вида:

  1. Двигатели, имеющие разделенную камеру сгорания. Суть проста – топливо-воздушная смесь поступает не сразу в камеру сгорания. Первоначально она попадает в отдельный отсек, называемый вихревой камерой. Эта камера расположена в ГБЦ. Между камерой сгорания и этим отсеком располагается небольшой канал. Именно в вихревой камере воздух способен сжаться до большого давления. Следовательно, его нагрев окажется сильнее и воспламенение топлива улучшается. В этом же отсеке происходит первоначальное воспламенение топлива. Затем процесс плавно переходит уже в основную камеру сгорания.
  2. С камерой сгорания, не разделенной на отсеки. Такие моторы имеют максимальный уровень шума, зато топлива потребляют меньше. В поршне имеются небольшие углубления, в которые попадает топливная смесь. Воспламеняется она непосредственно над поршнем, после чего сила взрыва толкает его вниз.
  3. Предкамерные ДВС имеют в своей конструкции вставную форкамеру. От нее к основной камере сгорания идет несколько тонких каналов. Большая часть характеристик дизельного двигателя такого типа (уровень шума, ресурс, токсичность, расход топлива, создаваемые вибрации, мощность) зависят от числа каналов, их толщины и формы.

Форсунки дизельного двигателя

Основные узлы топливной системы

Можно сказать, что топливная система – это основа дизельного мотора. Она подает под заранее установленным давлением топливо в камеру сгорания. Причем необходимо строго определенное количество солярки и воздуха. Основные элементы системы:

  1. ТНВД (топливный насос высокого давления).
  2. Топливный фильтр.
  3. Форсунки.

Рассмотрим устройство топливной системы дизельного двигателя более подробно.

Топливный насос высокого давления

На автомобилях, которые сегодня можно встретить на дорогах, в основном, установлены насосы следующих типов:

  1. Распределительные.
  2. Плунжерные (рядные).

Функция насоса заключается в том, чтобы забрать из бака топливо и передать его к форсункам. Причем зависит его работа от многих параметров, среди которых давление воздуха в турбине, количество оборотов коленчатого вала и прочего. Главное отличие от насосов, устанавливаемых на простые бензиновые автомобили заключается в том, что насосу дизельного двигателя необходимо создать гораздо большее давление топлива, чтобы оно все-таки могло быть впрыснуто непосредственно в камеру сгорания, в которой и так уже находится воздух под высоким давлением.

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный фильтр

Для каждого мотора предусмотрен свой, незаменимый, тип фильтра. Как видно из названия, необходим он для очистки солярки, поступающей из бака. Им будут задержаны любые, даже самые мелкие, частицы. Также он удаляет из системы излишки воздуха и влаги.

Топливные форсунки

Насос высокого давления имеет прочную связь с форсунками. Именно от этих двух элементов зависит, своевременно ли поступит топливо в камеру сгорания (а оно должно быть распылено в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке). В конструкции современного дизельного двигателя используют следующие типы форсунок:

  1. Многодырчатые.
  2. Имеющие шрифтовый распределитель.

Распределитель форсунок отвечает за форму факела, чтобы топливо равномерно поступало в камеру сгорания и его воспламенение происходило наиболее эффективно.

Предпусковой подогрев и турбина

Турбина дизельного двигателя

Система холодного пуска необходима для прогрева непосредственно перед запуском двигателя. Как уже упоминалось, в камере сгорания находятся свечи, которые работают по типу паяльника – в них расположена спираль, под действием электрического тока она нагревается до девятисот градусов. Весь воздух, поступающий в камеру сгорания, тоже нагревается. Такая система срабатывает непосредственно перед началом запуска и отключается через четверть минуты после того, как двигатель завелся. В процессе работы она не участвует. Благодаря этой системе в сильные морозы проще завести двигатель (если только солярка в баке и топливопроводе не приобретет желеобразный вид).

А вот система турбонаддува может значительно увеличить мощность, производимую двигателем. За счет нее происходит нагнетание большого количества воздуха. В результате этого процесс сгорания топлива значительно улучшается. Чтобы воздух поступал под давлением при любом режиме работы, устанавливается специальный турбонагнетатель. Рассмотрим в общих чертах устройство турбины дизельного двигателя. Турбина — представляет из себя две крыльчатки, расположенная на валу из стали. Причем одна из крыльчаток находится в выпускном коллекторе и раскручивается выпускными газами. При этом вал начинает передавать вращательное движение второй крыльчатке, находящейся уже во впускном коллекторе. С ее помощью создается дополнительное давление воздуха во впускном тракте. Система турбонаддува заключена в чугунный корпус. Как и все агрегаты двигателя корпус подвержен износу. Обороты крыльчатки очень высокие, именно по этой причине и происходит разрушение. Корпус турбины имеет форму улитки, поэтому в ней происходит сложное движение газового потока, приводящего в движение весь механизм наддува. При изготовлении турбины крайне важны точное литье и подгонка всех деталей.

Вместо заключения

Споры о недостатках и преимуществах дизельных двигателей звучат с момента их появления. Нельзя однозначно сказать, что именно дизельный мотор является правильным выбором. Выбрать или нет автомобиль с дизельным мотором — решение по-прежнему каждый принимает сам. Поэтому необходимо знать, как работает дизельный двигатель при различных нагрузках и в определенном климате.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Бензиновый двигатель работает как дизельный

Любой автомобильный двигатель по определенным причинам может начать работать грубо и шумно, троить, после запуска «на холодную» функционировать неустойчиво. Не менее частой проблемой становится появление подозрительных шумов и стуков уже после прогрева и выхода мотора на рабочую температуру. Если бензиновый двигатель шумно работает, тогда многие автомобилисты сравнивают работу такого двигателя с характерным звуком дизельного агрегата.

Дело в том, что дизель всегда работает грубее бензинового ДВС, создавая своеобразные и хорошо различимые стуки. Это объясняется иным принципом воспламенения смеси в цилиндрах, которое происходит от сжатия, а не от свечи зажигания.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему дизельный двигатель может троить при холодном пуске и после выхода на рабочую температуру. Из этой статьи вы узнаете об основных неисправностях, которые вызывают шумную и неустойчивую работу силового агрегата.

Неисправности той или иной системы двигателя можно с большой долей вероятия локализовать по поведению мотора в разных режимах эксплуатации, определить на слух и т.п. Также можно визуально оценить цвет выхлопных газов, что косвенно укажет на проблему. Если бензиновый двигатель «стучит» как дизель, неровно работает или троит, тогда причины могут заключаться в следующем:

Содержание статьи

Стуки в результате детонации

Чтобы определить проблему и ответить на вопрос, почему бензиновый двигатель начал стучать как дизельный мотор, необходимо сразу начать с проверки качества топлива и уровня моторного масла. Бензиновый мотор может работать как дизель по причине заправки горючим с низким октановым числом, которое не подходит для данного типа двигателя. Повышенный шум во время работы мотора на низкооктановом бензине частично проявится при холодном запуске, а также сильно заметен при дальнейшей езде.

Причина стука — детонация в цилиндрах. Стоит отметить, что на приглушенный «дизельный» звук детонация похожа отдаленно. Современные бензиновые агрегаты оборудованы решениями для противодействия детонации, но возможности внесения корректив находятся в узких рамках. ЭБУ способен только незначительно сдвигать УОЗ (угол опережения зажигания).

Появление детонационных стуков можно отчетливо услышать в тот момент, когда двигатель находится под нагрузкой во время разгона автомобиля. Стуки звонкие, напоминают высокочастотные удары металла об металл. Также к появлению детонации может привести неисправность датчика детонации, езда на повышенной передаче в автомобилях с МКПП при низких оборотах коленчатого вала, плотный нагар на клапанах и в камерах сгорания. К появлению детонации приводит также неверная настройка (слишком позднее зажигание) на автомобилях, где УОЗ выставляется самостоятельно. Рабочая смесь догорает на такте выпуска, заставляя мотор работать ударно и грубо.

Детонацию в обычных условиях слышно тогда, когда авто с механической коробкой поднимается вверх по уклону, но водитель не переключается на пониженную передачу, пытаясь поддерживать заданную скорость путем нажатия до максимума педали газа. Автомобиль движется, но дальше не разгоняется, двигатель не набирает обороты. Получается, ДВС на повышенной передаче под нагрузкой «не тянет». В таких условиях звонкий стук детонации проявляется наиболее отчетливо.

Правильная манера езды, своевременное обслуживание агрегата и езда на подходящем топливе позволят избавиться от детонационных стуков. Если в топливный бак случайно залито горючее с низким октановым числом, тогда простейшим решением будет немедленно разбавить имеющийся бензин более подходящим. Вторым способом станет добавка специальной присадки из группы октан-корректоров, что позволяет повысить октановое число и детонационную стойкость топлива.

Проблемы с цилиндропоршневой группой

В том случае, если мотор неожиданно и отчетливо застучал, слышны удары, хлопки, трение и хруст, тогда эксплуатировать автомобиль строго запрещено. Необходимо безотлагательно определить причину стуков. В ряде случаев будет предпочтительнее отказаться от решения ехать в автосервис своим ходом и доставить ТС на буксире или эвакуаторе.

Низкий стук в нижней части картера двигателя, который усиливается в момент нагрузки на ДВС и при поднятии частоты оборотов коленвала, может указывать на то, что стучат коренные подшипники. При появлении такого звука работы двигателя мотор необходимо сразу заглушить. Коренные подшипники могут стучать по причине критически низкого давления масла в системе смазки. Дополнительно загорается и не гаснет аварийная лампа на панели приборов. Ехать своим ходом с таким стуком нельзя.

Не меньшую опасность таит звонкий, отчетливый металлический звук, который идет из средней части ДВС (в области прокладки БЦ). Так могут стучать подшипники шатунов. Наиболее отчетливо звук прослушивается под нагрузкой. Выявить неисправность в одном из цилиндров можно путем поочередного отключения свечей зажигания. Отключение в неисправном цилиндре приведет к тому, что ритмичный и звонкий звук исчезнет. С такой поломкой езда запрещена.

Еще одной причиной, по которой бензиновый двигатель шумит как дизель, может быть высокий звенящий звук стучащих поршневых пальцев. Этот стук немного похож по тону на детонацию, но отчетливо прослушивается на всех режимах работы двигателя, усиливается под нагрузкой. Аналогично определяется методом отключения свечи зажигания. Доехать до сервиса с таким стуком можно самостоятельно, предварительно проверив уровень масла. Необходимо двигаться плавно, избегать повышения оборотов и минимизировать нагрузки на двигатель.

Если мотор с большим пробегом, тогда могут стучать изношенные поршни в цилиндрах «на холодную». Звук равномерный, напоминает приглушенные стуки, немного похожие на звук работы дизельного мотора. Интенсивность будет уменьшаться по мере прогрева двигателя после холодного запуска. С выходом на рабочую температуру, а также в процессе езды под нагрузкой «дизельный» стук пропадает. Автомобиль можно эксплуатировать в умеренном режиме, но с ремонтом ДВС затягивать не стоит.

Посторонние звуки по причине неисправностей ГРМ

Неполадки ГРМ также могут заставить бензиновый мотор работать как дизель. Наиболее часто механизм газораспределения начинает явно шуметь по двум причинам:

Стук клапанов четко различим на общем фоне, имеет «металлический» звонкий призвук. Локализуется такой звук в области ГБЦ, над зоной расположения клапанов.  Отчетливо слышен стук на низких и средних оборотах коленчатого вала. Ездить долго со стучащими клапанами не рекомендуется, но добраться до СТО своим ходом вполне возможно.

Что касается гидрокомпенсаторов, то их стук хорошо различим «на холодную» и напоминает по звуку работу хорошо прогретого дизельного мотора. Гидрокомпенсаторы могут немного стучать на полностью исправном бензиновом двигателе в первые минуты после запуска, наслаиваясь таким образом на характерный «стрекочущий» звук работающих форсунок инжекторного ДВС. С наступлением даже незначительного прогрева похожий на работу дизельного мотора звук должен стать менее интенсивным, а на рабочих температурах полностью исчезнуть.

Если этого не происходит, тогда причина может быть в неподходящем моторном масле, проблемах с давлением масла в системе смазки бензинового ДВС и т.д. Выход только одного гидрокомпенсатора из строя проявится отчетливым металлическим стуком «на горячую» в области клапанной крышки. Звук может быть как постоянным, так и возникающим периодически. Чаще всего гидрокомпенсатор стучит одинаково ровно по интенсивности звука, ритмичность будет меняться аналогично изменению частоты вращения коленчатого вала.

Подводим итоги

Следует помнить, что появление любых подозрительных звуков при работе ДВС на различных режимах работы агрегата является серьезным основанием для немедленного прекращения дальнейшей эксплуатации ТС. Даже непродолжительная езда на стучащем бензиновом или дизельном двигателе иногда может привести к полному уничтожению мотора без возможности его дальнейшего восстановления.

Выше перечислены наиболее распространенные причины того, почему бензиновый двигатель работает как дизельный. В списке других возможных причин шумной работы бензинового ДВС стоит отметить неисправности системы охлаждения, особенно когда мотор не может выйти на рабочую температуру. В этом случае тепловые зазоры не достигают оптимальных показателей, что и приводит к повышенному уровню шума. Также проблема может заключаться в неисправностях ЭБУ двигателя или электрических цепей, привода ГРМ, навесного оборудования и т.д.

Читайте также

Как работает дизельный двигатель?

На первый взгляд бензиновые и дизельные двигатели невероятно похожи. Оба берут топливо, делают небольшие взрывы и двигают машины. Хотя оба двигателя имеют схожую конструкцию и выполняют одни и те же основные функции, между ними есть несколько ключевых отличий.

Все просто

Дизельный двигатель использует очень простой и прямой подход к внутреннему сгоранию. Его конструкция предполагает сжатие воздуха в 2-1/2 раза больше, чем у бензинового двигателя.Сжатие вызывает тепло. Поэтому, когда топливо подается через систему впрыска топлива под высоким давлением в сжатый воздух, тепло, которое может достигать 1000 градусов по Фаренгейту благодаря свечам накаливания, вызывает взрыв топливно-воздушной смеси сам по себе. Для этого бензиновому двигателю нужны свечи зажигания (по одной на каждый цилиндр).

Дизельное тепло равно эффективности

Вы когда-нибудь задумывались, почему дизельный двигатель лучше экономит топливо, чем бензиновый двигатель? Все это сжатие и тепло заставляют топливо сгорать более полно, а это означает, что из каждой капли высвобождается больше энергии.И вы, наверное, слышали, что вы сжигаете больше бензина на холостом ходу, верно? В дизельном двигателе чем меньше мощности вы пытаетесь генерировать, тем меньше топлива ему требуется.

Дизельное топливо имеет значение

Дизельное топливо отличается от бензина. Во-первых, он менее очищен, а во-вторых, у него более высокая плотность энергии, чем у бензина, то есть больше энергии на молекулу. Объедините это с эффективностью двигателя, и вы увидите, как галлон дизельного топлива может продвинуть вас дальше по дороге, чем галлон бензина.

Итак, какую машину купить?

За все преимущества дизелей с точки зрения экономии топлива, технического обслуживания — отсутствие свечей зажигания означает отсутствие настройки — и долговечности (дизельные двигатели не только прочнее, но и их компоненты не соприкасаются друг с другом в такой степени, как те, что в бензиновых двигателях), есть недостатки.

Дизельный двигатель Недостатки

Первое – это начальная стоимость. Эта прочная конструкция имеет свою цену, поскольку дизельные автомобили и грузовики обычно примерно на 20 процентов дороже, чем аналогичные модели с бензиновым двигателем.

Далее идет стоимость самого дизельного топлива. Это, как правило, дороже, чем обычный газ. Это может со временем накапливаться, особенно если вы много путешествуете.

Наконец, месторождение дизельного топлива сокращается. Некоторые производители, реагируя на постоянно ужесточающиеся требования к выбросам в Европе и других странах, отказываются от него. Если вы не покупаете полноразмерный, а чаще всего большегрузный грузовик, дизельных автомобилей становится все меньше.

Bottom Line

Вам нужно точно определить, какой автомобиль подходит именно вам.Сокращение цифр по покупной цене и затратам на топливо, а также насколько они компенсируются экономией топлива и общей долговечностью, даст вам лучшее представление о том, перевешивает ли дизель автомобиль, использующий бензин.

Ознакомьтесь со всеми деталями топливной и выхлопной систем, доступными в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания AutoCare в NAPA для планового технического обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о плюсах и минусах дизельного топлива поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото предоставлено Wikimedia Commons.

Дизельный двигатель Факты для детей

Топливо, используемое для питания дизельных двигателей, см. в разделе Дизельное топливо.

Название дизель дано двигателю, изобретенному немцем по имени Рудольф Дизель в конце 19 века. Это один из наиболее часто используемых видов двигателей внутреннего сгорания.

Большинству других двигателей требуется система, называемая системой зажигания, которая использует электрическую искру, чтобы сжигать смесь топлива и воздуха и вырабатывать мощность.Другие типы систем зажигания используют сжатый воздух из внешнего источника, например, воздушного компрессора. Дизеля нет. Он сжигает дизельное топливо (аналогично мазуту) за счет очень высокого сжатия или прессования смеси. Крошечная порция топлива впрыскивается или нагнетается в цилиндры двигателя в нужный момент. Поскольку газы нагреваются при сжатии, сжатие смеси воздуха и топлива приводит к взрыву смеси внутри цилиндра.

Дизельные двигатели очень эффективно используют топливо, которое они сжигают.Они также создают большой крутящий момент (произносится как «торк») или мощность скручивания. Двигатель с большим крутящим моментом сможет провернуть свой вал, даже если это будет сделать очень трудно. Это делает дизельный двигатель хорошим выбором для тяжелой техники, такой как грузовики, поезда и строительные машины. У очень больших грузовиков на дорогах есть дизельные двигатели. То же самое можно сказать и о локомотивах, если только они не электрические или паровые.

Иногда даже крутящего момента дизельного двигателя недостаточно для запуска таких больших машин.Для увеличения мощности к большим дизелям часто прикрепляют устройство, называемое турбонагнетателем. Турбокомпрессор — это разновидность турбины, которая используется для очень быстрого перемещения большого количества воздуха. Реактивные двигатели также содержат турбину. В дизеле давление выхлопных газов раскручивает турбонагнетатель с очень высокой скоростью. Затем свежий воздух нагнетается обратно в двигатель. Поскольку двигатель работает за счет нагнетания воздуха, чем больше воздуха вы можете пропустить через него, тем больше он производит мощности. Вот где турбокомпрессор помогает. Дизельный двигатель с турбонаддувом называется турбодизелем .Свистящий звук, иногда слышимый рядом с одним из этих двигателей, вызван турбокомпрессором, или сокращенно «турбо».

Дизельный двигатель также может работать на каноловом масле, изготовленном из старого растительного масла. Этот вид топлива называется биодизельным. При работе дизельного двигателя на биодизельном топливе выхлопные газы пахнут едой. Растительное масло в качестве топлива — идея не новая. Двигатель, который Рудольф Дизель использовал для демонстрации своей новой идеи, работал на каноловом масле.

Картинки для детей

  • Дизельный двигатель

    , построенный Langen & Wolf по лицензии в 1898 году.

  • Второй прототип Дизеля. Является модификацией первого экспериментального двигателя. 17 февраля 1894 года этот двигатель впервые заработал на собственном ходу. Эффективный КПД 16,6% Расход топлива 519 г·кВт-1·ч-1

  • Тронно-поршневой дизельный двигатель MAN DM, построенный в 1906 году. Серия MAN DM считается одним из первых коммерчески успешных дизельных двигателей.

  • Поршень дизельного двигателя MAN M-System с центрально-сферической камерой сгорания (4 VD 14,5/12-1 SRW)

  • Mercedes-Benz OM 352, один из первых дизельных двигателей Mercedes-Benz с непосредственным впрыском топлива.Он был представлен в 1963 году, но серийное производство началось только летом 1964 года.

  • BMW E28 524td, первый серийный легковой автомобиль с ТНВД с электронным управлением

  • Audi R10 TDI, победитель гонки «24 часа Ле-Мана» 2006 года.

  • Модель дизельного двигателя, правая сторона

  • Типичный дизельный двигатель с впрыском воздуха начала 20-го века мощностью 59 кВт.

  • Камера непрямого впрыска Ricardo Comet

  • Стационарный 12-цилиндровый турбодизельный двигатель, соединенный с генераторной установкой для вспомогательной энергии

  • 5-цилиндровый 2-тактный тихоходный морской дизельный двигатель MAN B&W 5S50MC.Этот конкретный двигатель находится на борту химовоза водоизмещением 29 000 тонн.

  • Дизельный двигатель M-System MAN 630 представляет собой бензиновый двигатель (предназначен для работы на бензине NATO F 46/F 50), но он также работает на реактивном топливе (NATO F 40/F 44), керосине (NATO F 58). ) и дизельное моторное топливо (NATO F 54/F 75)

  • Один из восьмицилиндровых двигателей 3200 I.H.P. Дизельные двигатели Harland and Wolff – Burmeister & Wain установлены на теплоходе Glenapp .Это был самый мощный дизельный двигатель (1920 г.), установленный на корабле. Обратите внимание на мужчину, стоящего внизу справа для сравнения размеров.

  • Дизельный двигатель с воздушным охлаждением автомобиля Porsche 218 1959 года выпуска

  • Установка трех дизель-генераторов English Electric 7SRL на электростанции Саатени, Занзибар, 1955 г.

Есть ли в дизельных двигателях свечи зажигания?

Дизельные и газовые двигатели

Спросите многих, и они скажут, что основное преимущество дизельного двигателя заключается в том, что он обеспечивает больший крутящий момент.Основываясь на сгорании двигателя и различном использовании свечей зажигания в бензиновых и дизельных двигателях, дизель обеспечивает значительную рабочую мощность по сравнению с лошадиными силами. Следовательно, большие грузовики на дорогах — это дизели. Коммунальные грузовики, тянущие лодки, прицепы и тяжелые грузы, в основном дизельные. И большинство грузовиков для рабочих площадок — это дизельные автомобили, которые помогают перетаскивать или перевозить тяжелые грузы в своих кузовах. Учитывая важность транспортных средств общего назначения, можно представить, насколько важно заботиться о силовой установке транспортного средства и понимать некоторые различия в деталях и обслуживании их транспортных средств.

«Для перемещения веса требуется крутящий момент», — утверждает Джо Дюк Скелтон из компании Speedy Duke’s Diesel (Одесса, Техас). «При сравнении газа с дизельным топливом, если автомобиль на газу выполняет ту же «работу», что и дизель, он будет сжигать в пять раз больше топлива». Скелтон утверждает, что многие владельцы рабочих грузовиков, купив дизель, никогда больше не перейдут на бензин для рабочего грузовика. «Для повседневного водителя бензин — это прекрасно, — говорит он. «Но для того, чтобы толкать и/или тянуть какой-либо груз в транспортном средстве, владелец бензина обычно арендует дизельный автомобиль, чтобы выполнить работу.

Сколько свечей зажигания в дизеле

Дизельные двигатели не требуют свечей зажигания.

Очевидно, первое различие, которое приходит на ум при работе с дизелем, — это топливо. Там, где бензин может воспламениться в его нынешнем состоянии, дизель должен сначала распылиться для воспламенения. «Дизель — это более чистое топливо, чем газ, — говорит Скелтон. «У дизелей есть все выбросы, но топливо сгорает богаче и чище благодаря системе регенерации, помогающей сжигать твердые частицы в выбросах выхлопных газов.Разница в методах зажигания также объясняет, почему дизельным двигателям не нужны свечи зажигания, что мы рассмотрим в следующем разделе.

Почему дизельным двигателям не нужны свечи зажигания

Газовому двигателю требуются свечи зажигания, чтобы создать искру для воспламенения бензина и создания хода поршня. В дизельном двигателе нет свечей зажигания, поэтому вместо этого в дизелях есть воспламенение от сжатия и свечи накаливания, которые нагревают камеру сгорания, чтобы облегчить воспламенение, если дизельный двигатель холодный.По словам Скелтона, «отличие дизельного топлива в том, что дизельное топливо не воспламеняется. Свеча зажигания не используется с дизельным топливом, потому что нет необходимости «зажигать» дизельное топливо. Вместо этого свеча накаливания нагревает только камеру сгорания».

Свечи накаливания в дизельных двигателях

В сочетании с конструкцией поршня и подогревом камеры от свечей накаливания дизельное топливо распыляется в виде тумана. Туман становится более летучим, поэтому воспламеняется в камере сгорания с гораздо более эффективным взрывом, толкая поршень с большей силой во время его хода.«В целом, — говорит Джо, — да, оба двигателя требуют сгорания, но в дизельном топливе вместо искры используется свеча накаливания, вместо дуги используется тепло, за счет чего молекулы топлива движутся быстрее и, следовательно, повышается эффективность. в силе.» Хорошо настроенный газовый двигатель обычно дает давление в диапазоне 130 фунтов на квадратный дюйм при сжатии. Хорошо настроенный дизельный двигатель обычно развивает давление в диапазоне 425 фунтов на квадратный дюйм.

Общая диагностика и ремонт дизельных двигателей

При усиленной компрессии при каждой диагностике дизеля необходимо учитывать давление, создаваемое в дизеле.Скелтон говорит: «Независимо от утечки топлива, утечки охлаждающей жидкости, прорыва газов или почти любого обслуживания дизеля компрессия влияет почти на все, по сравнению с бензиновым двигателем». Многие мастерские по ремонту бензиновых двигателей могут пропустить надлежащий анализ различий между дизелями, и поэтому иногда владелец может захотеть рассмотреть возможность обслуживания дизельных двигателей в специализированной мастерской.

Например,

Blow-by считается давлением в картере. Давление в картере создается ослабленными поршневыми кольцами, позволяющими сжатию проходить мимо колец вниз в картер.С добавлением сжатия дизельного топлива появляется больше возможностей для принудительного сгорания через кольца. Однако правильные дизельные поршни, кольца и масло помогают создать более плотное уплотнение, в то же время уменьшая трение поршневого кольца с более жестким допуском, обеспечивая дополнительное сцепление для уменьшения прорыва газов. «Вытягивание крышки масляного бака, которая кажется вздутой, может быть признаком прорыва газов, — говорит Джо, — а также указывает на то, что впереди может быть какой-то внутренний ремонт двигателя. Состояние более заметно на дизеле из-за более высокой степени сжатия.В то время как газовый двигатель иногда может работать дольше при неблагоприятных условиях прорыва газов, дизельный двигатель не может работать очень хорошо, потому что продувка кольцами при более высокой степени сжатия вызывает недостаток крутящего момента, что приводит к более тяжелым условиям запуска».

Предотвращение образования нагара в дизельных двигателях

Благодаря дополнительной компрессии дизельного двигателя, создающей большее усилие на движущиеся части, при каждом обороте также возникает дополнительное трение, что требует большей смазывающей способности и улучшенного протекания моторного масла.«Внутренние компоненты дизельного двигателя работают намного тяжелее, чем бензинового», — говорит Скелтон. «Присадки к топливу и маслу могут помочь противодействовать усилению энергии дизельного топлива, уменьшая трение, уменьшая износ, помогая устранить шум двигателя на компонентах, которые могут изнашиваться, и улучшая сгорание дизельного топлива».

При замене свечи зажигания на свечу накаливания туман, наоборот, воспламеняется на большей площади поверхности, что в конечном итоге приводит к накоплению углерода. Когда отложения снижают эффективность воспламенения, присадки, устраняющие трение, действуют как моющее средство во всем двигателе, удаляя углеродные помехи и помогая восстановить более эффективное и чистое горение.

«Присадки не изменяют работу двигателя, — говорит Джо, — но они помогают противодействовать дополнительным нагрузкам, связанным с более эффективным двигателем, тем самым способствуя увеличению срока службы двигателя и помогая снизить общую стоимость владения за счет экономии топлива. , техническое обслуживание и ремонт».

Отзыв:

«У меня есть несколько клиентов, которые приходят после каждой поездки по бездорожью, чтобы пополнить запас присадок и масла Hot Shot’s Secret».

Недавно у меня был клиент, который приходил каждую неделю, в течение примерно трех месяцев подряд.У него было много миль на его двигателе, но мотор был в очень хорошем состоянии. Единственной проблемой, с которой он столкнулся, был шум на верхних частотах. Так что мы продолжали давать ему Hot Shot’s Secret FR3 и Everyday Diesel Treatment. Он неукоснительно приходил, чтобы добавить эти продукты, и через несколько месяцев шум его двигателя исчез, и его грузовик работает отлично.

У меня был еще один клиент с шумом двигателя, у которого после двух обработок FR3 шум двигателя исчез.

На 6.0 с, 7,3 с, Hot Shot Secret Stiction Eliminator экономит нам около 75% форсунок, которые, похоже, скоро закончатся».

– Джо Дюк Скелтон из Speedy Duke’s Diesel (Одесса, Техас)

Комбинация бензиновых и дизельных двигателей может дать лучшее из обоих миров

Дизельные двигатели могут быть более чем в два раза эффективнее, но они выбрасывают в воздух сажу и загрязняющие вещества.

Смогут ли исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США создать союз между ними, объединив их лучшее?

Стив Чиатти, инженер-механик из Аргонна, возглавляет группу по изучению возможностей бензиново-дизельного двигателя.Результат на данный момент чище дизельного двигателя и почти в два раза эффективнее обычного бензинового двигателя.

Базовые конструкции обоих типов двигателей на самом деле восходят к 19 веку. Немецкому инженеру Николаусу Отто приписывают четырехтактный бензиновый двигатель, который используется до сих пор, но Рудольф Дизель заметил неэффективность двигателя и в 1893 году разработал собственную конструкцию. Проблема в том, что дизельные двигатели более эффективны. , но их выбросы вредны — полны сажи и смога, образующих оксиды азота или газы NOX.Бензиновые двигатели чище, но типичный газовый двигатель имеет КПД всего около 20 %, то есть только 20 % энергии топлива фактически приводит автомобиль в движение, а 80 % теряется на трение, шум, двигатель работает или выходит из строя, когда тепло в выхлопе. Но многие дизельные двигатели достигают КПД 40 процентов и выше.

Сегодня в Соединенных Штатах действуют более строгие требования к выбросам, чем где-либо еще в мире. «На самом деле, по состоянию на 2007 год в некоторых частях страны воздух, выходящий из автомобиля, чище, чем воздух, поступающий внутрь», — сказал Чиатти, и инженеры просто не смогли добиться достаточно низкого уровня выбросов дизельных двигателей. соответствовать этим стандартам.Вместо этого им необходимо использовать дорогостоящие устройства для доочистки выхлопных газов: обычно это катализатор, который уменьшает выбросы оксидов азота в выхлопной трубе путем отделения кислорода от азота.

Ciatti и его коллеги хотели очистить грязный выхлоп дизельного двигателя, но при этом сохранить высокую эффективность и лучший расход бензина. Для этого они направились в лабораторию динамометрии в Аргоннском центре исследований и разработок транспортных технологий.

Динамометр — это машина, созданная для проверки работы двигателя. По сути, это просто электродвигатель, чтобы обеспечить сопротивление «обмануть» двигатель, заставив его думать, что к нему прицеплен автомобиль.Испытательные ячейки динамометра могут быть тщательно оснащены инструментами и точно контролироваться, что значительно улучшает качество данных.

«Если вы пытаетесь протестировать новый двигатель, последнее, что вам нужно сделать, это поставить его в машину», — объяснил Чиатти. «Вся автомобильная система вводит всевозможные переменные, и вы не можете получить действительно точное сравнение между двигателями. То, с чего вы действительно хотите начать, — это динамометр».

Объедините динамометр с тестируемым двигателем, и вы получите камеру для испытаний двигателя: устройство, которое позволяет вам контролировать мельчайшие переменные, чтобы инженеры могли возиться с двигателем, чтобы увидеть, могут ли они улучшить его характеристики.

Они могут моделировать работу двигателя в разных автомобилях — гибридном автомобиле, электромобиле, автомобиле с бензиновым двигателем — а также измерять выбросы.

С дизельным двигателем, установленным в испытательной камере, Чиатти и его команда были готовы исследовать возможности.

В типичном двигателе поршни вращают колеса автомобиля. Каждый поршень движется взрывной силой горячего воздуха, когда топливо воспламеняется над ним в цилиндре.

И бензиновые двигатели с искровым зажиганием, и дизельные двигатели делают это, но делают это по-разному.Бензиновый двигатель сначала смешивает воздух с топливом, затем смесь сжимает и, наконец, поджигает ее свечой зажигания. В дизельном двигателе воздух сначала сжимается и затем впрыскивается топливо; сжатие воздуха делает его достаточно горячим, чтобы воспламенить топливо без искры. Это то, что делает дизель более эффективным, а также более грязным.

С одной стороны, дизельные двигатели более эффективны, потому что они не регулируют мощность с помощью дроссельной заслонки, которая ограничивает доступ воздуха в камеру.Это означает, что топливо более равномерно смешивается с воздухом, поэтому сгорает больше. Отсутствие дроссельной заслонки также устраняет «стук в двигателе», вызванный преждевременным воспламенением топлива в двигателе, поскольку топливо подается только в камеру сгорания.

С другой стороны, введение топлива на столь позднем этапе цикла создает проблему: выбросы. Поскольку топливо сгорает легче, когда капли меньше, топливо распыляется в камеру в виде тонкого тумана. Но дизельное топливо настолько легко самовоспламеняется, что начинает реагировать почти сразу — задолго до того, как все топливо окажется в камере.Преднамеренно топливо не смешивается идеально с воздухом, потому что горение контролируется диффузией; но диффузия также означает, что часть воздуха и топлива преобразуется в оксиды азота и сажу.

Закиси азота образуются, когда струя пламени, создаваемая впрыском дизельного топлива, горит настолько сильно, что близлежащие молекулы азота и кислорода в воздухе начинают распадаться и вступать в реакцию. Между тем внутри горячей струи образуется сажа, потому что в топливе недостаточно кислорода для полного сгорания, вместо этого образуется сажа.

«Мы хотим объединить эффективность дизельного топлива с чистотой газа», — сказал Чиатти. «Итак, мы теряем дроссельную заслонку и свечи зажигания, потому что они снижают эффективность. Мы начинаем с дизельного двигателя и вместо него впрыскиваем бензин.

Поскольку бензин не воспламеняется сразу, как дизельное топливо, мы можем впрыскивать его несколько раз, прежде чем воспламенится топливо. Таким образом, мы можем убедиться, что большая часть или все топливо смешивается с воздухом, что значительно снижает выбросы NOX и сажу.

Производительность двигателя близка к КПД дизеля и примерно в два раза выше, чем у современных автомобильных двигателей при низких скоростях и нагрузках.

В чем подвох? Такой подход приводит к повышению эффективности и более чистым выбросам, но при этом несколько снижается удельная мощность. То есть при пиковой мощности — когда вы вдавливаете педаль акселератора в пол — двигатель не выдает столько мощности: около 75 процентов в настоящее время.

«Но если вы не будете крутить педаль до упора, — сказал Чиатти, — это не повлияет на характеристики автомобиля.Это превосходно в диапазоне мощности, в котором на самом деле ездит большинство людей.

Чиатти и его коллеги работают над тем, чтобы сделать систему достаточно предсказуемой и надежной, чтобы успешно использовать ее в коммерческом автомобиле. Argonne сотрудничает с General Motors в этом проекте.

Инженерное объяснение: бензиновые и дизельные двигатели

В чем разница между бензиновыми и дизельными двигателями? Вот все, что вам нужно знать

Бензиновые и дизельные двигатели работают по одному и тому же четырехтактному циклу: впуск, сжатие, мощность, выпуск.Однако они отличаются тем, как выполняется этот цикл и как они увеличивают выходную мощность. Давайте рассмотрим четыре основных отличия бензиновых и дизельных двигателей:

  1. Искра против сжатия
  2. Дроссельная заслонка против без дроссельной заслонки
  3. Соотношение воздух-топливо
  4. Торможение двигателем

1.Искра против сжатия

Возможно, самая большая разница между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, как они воспламеняют воздух и топливо во время рабочего такта. Чтобы понять разницу, нам нужно понять температуру самовоспламенения (SIT), которая представляет собой температуру, при которой воздушно-топливная смесь воспламеняется без использования свечи зажигания (исключительно за счет тепла).

Сжатие воздуха повышает его давление и, следовательно, повышает его температуру. Дизельные двигатели имеют высокую степень сжатия, поэтому воздух значительно нагревается, так что при впрыске топлива воздух находится выше SIT, и, таким образом, топливо сгорает при впрыске в цилиндр.

Все, что вам нужно знать о детонации двигателя за 3 минуты

Бензиновые двигатели, с другой стороны, должны поддерживать температуру в камере сгорания ниже SIT, так как свеча зажигания (а не топливные форсунки) определяет угол опережения зажигания.Это означает, что бензиновые двигатели будут иметь более низкую степень сжатия, чем дизельные двигатели. Например, VW Golf TSI 2015 года (турбобензин) имеет степень сжатия 9,6: 1, а VW Golf TDI 2015 года (турбодизель) имеет степень сжатия 16,2: 1.

Борьба с детонацией бензинового двигателя может оказаться сложной задачей, поскольку даже если в начале воспламенения температура смеси ниже SIT, в наиболее удаленной от искры области начнет повышаться давление и нагреваться (так как фронт пламени приближается).Искра должна воспламенить всю топливную смесь до того, как какие-либо карманы самовоспламенятся, чтобы обеспечить плавное сгорание.

2. Дроссельная заслонка против без дроссельной заслонки

Хотя это уже не относится ко всем современным дизелям, обычно большое различие между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, что в дизельных двигателях отсутствует корпус дроссельной заслонки.Когда вы нажимаете на педаль акселератора в дизеле, вы просто говорите топливным форсункам впрыскивать больше дизельного топлива. Чем больше впрыскивается топлива, тем больше создается мощность, а это означает больше выхлопа, больше воздуха от турбонаддува, и выходная мощность продолжает расти.

В некоторых дизельных двигателях реализовано управление дроссельной заслонкой, обеспечивающее более высокий уровень регулирования давления во впускном коллекторе, что помогает увеличить степень рециркуляции отработавших газов. Добавление дроссельной заслонки также помогает глушить двигатель, так как вы можете уменьшить количество впускаемого воздуха для более плавного падения оборотов двигателя.

С другой стороны, для бензиновых двигателей

требуется корпус дроссельной заслонки. Когда вы нажимаете на педаль газа (неподходящее название), вы просто открываете дроссельную заслонку и позволяете большему количеству воздуха поступать в двигатель. Больше воздуха означает, что форсунки подают больше топлива, а больше топлива означает больше мощности.

3.Соотношение воздух-топливо

Понимание того, что дизели создают большую мощность за счет впрыска большего количества топлива, может вызвать недоумение, если не понимать, что у дизелей более широкий диапазон соотношений воздух-топливо, при которых может происходить сгорание. И бензин, и дизель имеют очень похожие стехиометрические соотношения воздух-топливо (соотношение, при котором весь кислород и топливо используются полностью, около 14.5-15:1), но у них очень разные диапазоны, в которых они могут работать.

Сгорание углеводородов, входящих в состав бензина, возможно в диапазоне соотношения воздух-топливо примерно от 6:1 до 25:1. Большинство бензиновых двигателей будут поддерживать это соотношение в пределах от 12:1 до 18:1 (иногда турбодвигатели опускаются немного ниже), поскольку это диапазон, в котором можно найти наибольшую мощность, а также наиболее эффективное сжигание топлива.

Дизельные двигатели

, напротив, работают при гораздо более высоких соотношениях, обычно работая при соотношениях воздух-топливо от 18:1 до 70:1.Звучит странно, но это связано с тем, как смешиваются воздух и топливо. В бензиновом двигателе воздух и топливо обычно хорошо смешиваются до зажигания искры. В дизельных двигателях (с непосредственным впрыском) существуют очаги горючих смесей, а затем участки со слишком богатым или слишком бедным составом. Возгорание происходит везде, где существуют карманы с приемлемым соотношением воздух-топливо.

4.Торможение двигателем

Когда вы отпускаете педаль акселератора в автомобиле, находящемся на передаче, двигатель теперь замедляет автомобиль — это торможение двигателем. Для бензиновых двигателей этот процесс довольно прост, потому что, когда вы отпускаете педаль акселератора, дроссельная заслонка закрывается, создавая вакуум между дроссельной заслонкой и цилиндрами.Этот вакуум (в результате такта впуска) помогает замедлить транспортное средство, а также все неэффективности трансмиссии (трение).

Однако в дизельном двигателе из-за отсутствия корпуса дроссельной заслонки торможение двигателем невозможно за счет создания разрежения во впуске. Важно понимать, что почти вся энергия, используемая для сжатия воздуха во время такта сжатия, возвращается обратно в трансмиссию во время рабочего такта (воздух сжимается, а затем разжимается с небольшими потерями энергии).

Если вы не можете затормозить с помощью корпуса дроссельной заслонки, а такт сжатия не замедляет автомобиль, как работает торможение двигателем в дизеле? Решение на самом деле очень простое и очень умное. Когда цилиндр находится около верхней мертвой точки во время такта сжатия, выпускной клапан открывается, чтобы позволить этому сжатому воздуху выйти. Теперь эта энергия не возвращается к кривошипу, и, таким образом, сила сжатия может использоваться для замедления автомобиля. Причина, по которой торможение двигателем с дизельными двигателями так слышно, заключается в том, что вы слышите, как сжатый воздух выходит из выхлопной трубы.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше из раздела «Объяснение инженерного дела»!

Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин

Вопрос «Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин?» хороший вопрос. Это хороший вопрос, потому что он подразумевает другой вопрос: «Почему не используют в больших транспортных средствах, а не на дизельном топливе?» Ведь бензин загрязняет окружающую среду меньше, чем дизель.Верно? Неправильно, на самом деле. Дизельные двигатели производят на 90 127 на 90 128 меньше выбросов, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера. Ну, по крайней мере, бензиновые двигатели более экономичны, чем дизельные. правильный? Нет. Это наоборот. Дизельные двигатели как минимум на 33% более экономичны, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера, а часто и более чем на 33%. Таким образом, это означает, что на каждые шесть (6) миль бензиновый двигатель проезжает галлон бензина, дизельный двигатель сопоставимого размера проезжает девять (9) миль на галлоне дизельного топлива.

Тем не менее, тот факт, что дизельные двигатели меньше загрязняют окружающую среду и имеют лучшую топливную экономичность, не является причиной этого. Не является и причиной, которая отвечает на вопрос: «Почему в больших транспортных средствах используют дизельное топливо, а не бензин?»

Крутящий момент является причиной. Дизельные двигатели имеют гораздо больший крутящий момент на низких оборотах, чем бензиновые двигатели.

Низкий крутящий момент и чем он отличается от лошадиных сил?

Крутящий момент — это количество силы, создаваемой вращающимся механизмом.Например, сила, создаваемая коленчатым валом двигателя, представляет собой крутящий момент. Низкий крутящий момент — это величина крутящего момента, который двигатель генерирует через коленчатый вал при низких оборотах двигателя, то есть при низких оборотах в минуту (об/мин). Скорость, с которой коленчатый вал вращается при создании этой силы, не имеет отношения к измерению крутящего момента. Если вал производит силу в один фут-фунт — независимо от того, вращается ли вал со скоростью один оборот в минуту или 15 000 об/мин, — величина генерируемого крутящего момента по-прежнему составляет один фут-фунт.

лошадиных сил, с другой стороны, делает счетом скорости вращения вращающегося механизма. Кроме того, лошадиные силы определяют крутящий момент вращающегося механизма. Это потому, что крутящий момент является фактором, определяющим мощность. Формула лошадиных сил — это крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту.

Причина, по которой они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин, заключается в том, что дизельные двигатели генерируют больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели.

При определенных оборотах бензиновый двигатель начинает генерировать больше лошадиных сил, чем дизельный двигатель сопоставимого размера.Это связано с тем, что максимальные обороты дизельных двигателей примерно вдвое меньше, чем у бензиновых двигателей. Но пока дизельный двигатель не достигнет своего максимума оборотов, он будет генерировать больше лошадиных сил, чем бензиновый двигатель сопоставимого размера.

Низкий крутящий момент имеет решающее значение для грузоперевозок.

Способность дизельного двигателя генерировать крутящий момент и мощность при низких оборотах необходима для буксировки тяжелых грузов. «Независимо от того, едет ли грузовик в горах или по ровным дорогам в течение нескольких часов, ему требуются двигатели и топливо, обеспечивающие высокий крутящий момент», — TruckFreighter.com объясняет: «Дизельные двигатели и топливо обеспечивают количество крутящего момента, необходимое полуприцепам, что также позволяет двигателю иметь более высокое соотношение мощности к весу».

Почему дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели

Причина того, что дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели, заключается в том, что дизельное топливо имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин. Благодаря стабильности дизельного топлива — его сопротивлению сжатию — инженеры-механики могут разрабатывать компрессионные двигатели для дизельного топлива.Поскольку дизельные двигатели являются двигателями сжатия, а бензиновые двигатели — двигателями с искровым зажиганием, дизельные двигатели имеют больший крутящий момент.

Двигатели сжатия по сравнению с двигателями с искровым нагревом

Бензиновые двигатели — это двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Это означает, что искра от свечи зажигания воспламеняет топливо внутри цилиндров двигателя. Дизельные двигатели воспламеняют дизельное топливо, сжимая его до самовоспламенения. В определенный момент все виды ископаемого топлива самовозгораются при сжатии. Именно в точке и происходит самовоспламенение топлива, что определяет тип двигателя внутреннего сгорания, который может питать это топливо.Точнее, величина давления, которое может выдержать топливо, определяет, подходит ли топливо для двигателя с компрессионным двигателем.

Тепловой КПД и двигатели внутреннего сгорания

Двигатель с самовоспламенением, работающий на ископаемом топливе, обеспечивает гораздо более высокий тепловой КПД, чем двигатель с искровым зажиганием. Причина в том, что тепловой КПД является мерой разницы температур топлива, поступающего в двигатель, по отношению к изменению температуры, которое оно создает при сгорании в двигателе.Чем больше разница, тем более термически эффективен двигатель.

Термическая эффективность определяет все, от эффективности использования топлива до мощности и крутящего момента.

Опять же, мерой термического КПД является разница между температурой энергии, поступающей в двигатель — топливо — и температурой на выходе — выхлопных газов. Но определение тепловой эффективности отличается от формулы, которая ее измеряет. Определение термического КПД — это количество энергии — топлива — вкладываемой в двигатель, которая преобразуется в механическую энергию, а.ка, мощность. Простым определением теплового КПД для непрофессионала является количество энергии, поступающей в двигатель, которая преобразуется в работу.

Степень сжатия двигателя определяет тепловой КПД двигателя.

Степень сжатия бензиновых и дизельных двигателей Ответы «Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин?»

Опять же, дизель очень устойчив к сжатию. Бензина нет. Степень сжатия — это разница между объемом внутри цилиндра, когда поршень находится в нижней и верхней мертвых точках.Нижняя мертвая точка — это место, где находится поршень, когда цилиндр заполняется испарившимся топливом. После заполнения цилиндра поршень поднимается. Топливо воспламеняется в верхней мертвой точке. Степень сжатия бензинового двигателя с искровым зажиганием составляет 8:1 и 12:1. Если степень сжатия бензинового двигателя немного выше, топливо в двигателе воспламенится, и двигатель выбросит стержень.

Степень сжатия дизельного двигателя составляет от 14:1 до 25:1, а иногда и выше. Другими словами, дизельное топливо можно сжать почти в два раза сильнее, чем бензин, прежде чем оно самовоспламенится.Двигатель сжатия с коэффициентом сжатия от 8:1 до 12:1 — из-за очень низкой плотности энергии бензина — делает бензиновые двигатели неэффективными и даже бесполезными.

Другими словами, бензиновые двигатели, скорее всего, никогда не будут иметь значительного крутящего момента по сравнению с дизельными двигателями. Причина в том, что бензин, вероятно, всегда будет искровым.

Причиной, по которой в больших транспортных средствах используется дизельное топливо, а не бензин, является крутящий момент. Дизель имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин.Поскольку дизельное топливо имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин, дизельные двигатели могут быть двигателями с воспламенением от сжатия. Бензиновые двигатели не могут. Поскольку дизельные двигатели могут быть двигателями с воспламенением от сжатия, они имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели. Причина, по которой они имеют более высокую тепловую эффективность, заключается в том, что они имеют более высокую степень сжатия. Чем выше степень сжатия, тем больше энергии высвобождается. Чем больше выделяется энергии, тем больше крутящий момент.

Итак, просто они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин, потому что дизель имеет большее сопротивление сжатию.

Как работает автомобильный двигатель

Словарь определяет двигатель как машину с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение. Таким образом, когда мы рассматриваем работу автомобильного двигателя, мы можем игнорировать многие дополнительные детали (водяной насос, генератор переменного тока, стартер и т. д.), которые многие люди также считают частью двигателя.

Они существуют в том смысле, что помогают продлить срок службы двигателя автомобиля, но не участвуют напрямую в производстве энергии.

Как автомобильный двигатель вырабатывает энергию?

Серия хорошо контролируемых взрывов толкает вниз поршни (они выглядят как перевернутые кружки), прикрепленные к металлическим стержням, называемым шатунами. Эти стержни прикреплены к гораздо большему и чрезвычайно прочному металлическому куску в нижней части двигателя, который расположен под прямым углом к ​​ним. Он называется коленчатый вал.

Движение поршней и шатунов вверх и вниз преобразуется во вращательное движение за счет вращения коленчатого вала.С коленчатым валом связано все что угодно, включая коробку передач и трансмиссию.

Что вызывает взрывы?

В бензиновом двигателе они вызваны свечами зажигания (по одной на поршень, но иногда и по две). Когда через них проходит электрический заряд, они генерируют искру, которая воспламеняет смесь бензина и воздуха.

Все это происходит в камере сгорания, небольшом пространстве между верхней частью поршня и цилиндром. Цилиндр — это то, в чем поршень движется вверх и вниз.Двигатели часто известны по количеству цилиндров, которые они имеют. Четырехцилиндровый двигатель с расположением цилиндров в линию является наиболее распространенным.

Горячие газы, образующиеся при воспламенении топливно-воздушной смеси от свечи зажигания, быстро расширяются внутри камеры сгорания, толкая поршень вниз по цилиндру.

В дизельном двигателе нет свечей зажигания. Вместо этого взрыв вызывается тем, что поршень сжимает воздух в камере сгорания до такой степени, что он становится очень горячим.В этот момент в него впрыскивается дизельное топливо, которое самовозгорается, вызывая взрыв, который снова заставляет поршень опускаться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.