Научный руководитель: канд. техн. наук
УДК 621.431
РАБОТА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Пичко Дмитрий Сергеевич, студент
Белгородский государственный технологический
университет им. В.Г. Шухова,
г. Белгород, Россия
(e-mail: pichko-dima4@mail.ru)
Научный руководитель: канд. техн. наук
Прохорова Елена Викторовна, к.т.н., доцент
Белгородский государственный технологический
университет им. В.Г. Шухова
г. Белгород, Россия
(e-mail: crumb1202@mail.ru)
В данной статье раскрываются технические особенности дизельного двигателя
Ключевые слова: двигатель, впрыск топлива, охлаждение, рабочий процесс, преимущества, недостатки
Дизельные двигатели всегда пользовались большим спросом, при проектировании дизельного двигателя ставилась задача создания экономичного, удобного и простого двигателя. Патент на новый вид двигателя был получен в 1892 году. Пять лет понадобилось, чтобы найти инвесторов и изготовить первый дизель-мотор мощностью в 20 лошадиных сил. Его КПД был равен 34 процента.
Мотор Дизеля не нуждается ни в котле, ни в газогенераторе, ни в карбюраторе, поскольку топливо вводится непосредственно в цилиндры. Теоретически дизель-мотор проектировался для работы на любом жидком топливе, в том числе и на сырой нефти, которой в конце 19 века отапливались паровые котлы. Кроме того, двигатель не требует наличия системы зажигания. Работает двигатель по новому циклу, получившему название цикла Дизеля. При первом такте он засасывает чистый воздух, при втором такте обратным ходом поршня воздух подвергается сжатию с такой силой, что нагревался до температуры около 750 градусов, и вводимое в цилиндр при третьем такте топливо самовозгорается в раскалённом воздухе и расширяющиеся газы двигают поршень. В четвёртом такте продукты сгорания выдавливаются из двигателя. Чтобы топливо сгорало, а не взрывалось, впрыск его осуществляется постепенно. Кроме клапанов, автоматически открывавшихся для впуска топлива и воздуха и для выхлопа, двигатель приводит в действие ещё компрессор, нагнетающий в отдельный резервуар воздух. Этот сжатый воздух употребляется для впрыскивания в цилиндр топлива, и для запуска двигателя в ход
В дизельном двигателе существенно усилены клапана, поскольку степень сжатия в цилиндрах у него примерно вдвое выше чем у бензинового). В результате дизельный двигатель при равном объеме камеры сгорания имеет больший вес и габариты.
Важнейшей системой дизельного двигателя является система топливоподачи. Функция ее - подача строго дозированного объема топлива в точно подобранный момент времени под определенным давлением. Высокое давление топлива и повышенные требования к точности делают топливную систему дизеля сложной и дорогой. Основные элементы: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр. ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго заданной программе, в соответствии с режимом работы двигателя и действий водителя.
Современный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды водителя. Манипулируя педалью газа, водитель не изменяет непосредственно объем подаваемого топлива, а меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД двух типов: рядные многоплунжерные и распределительного типа.
Форсунка вместе с ТНВД обеспечивает дозировку количества топлива, подаваемого в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса воспламенения и сгорания. Применяются форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем. Форсунка на двигателе работает в суровых условиях, поскольку распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из высокожаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.
Рисунок 1 - Форсунка дизельного двигателя
Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы - свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900 градусов С, обеспечивая подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. Электропитание со свечи снимается автоматически через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предварительного подогрева гарантируют легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30 градусов.
Преимущества дизельных двигателей;
экономичность, при равном объеме и мощности расход топлива меньше на 15-25%, при том что и стоимость топлива для дизеля ниже;
хорошая тяга на низких оборотах двигателя. Дизель явно выигрывает при использовании на внедорожниках и грузовых автомобилях;
отсутствие свечей зажигания, проводов, трамблёров - потенциально склонных к отказу систем автомобиля;
большая износостойкость. Пробег автомобиля с дизельным двигателем до его капремонта больше в 2-3 раза чем автомобиля с аналогичным бензиновым движком.
Недостатки дизельных двигателей
больший шум и вибрация при работе двигателя;
чувствительная топливная система
ухудшение запуска при низких температурах;
не терпит высоких оборотов, и как следствие высоких скоростей, поскольку топливо не успевает догорать в цилиндрах;
чаще требуется замена масла и фильтров, масло необходимо более высокого качества;
Список литературы
1. Системы охлаждения тракторных и автомобильных двигателей // общее устройство охлаждения двигателя// Якубович, Кухаренок. 82 стр. (дата обращения: 19.10.2016).
2.Тракторы и автомобили, конструкция // 84-86 стр. А.И Карташевич, О.В. Понталев (дата обращения: 19.10.2016).
3.СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ / Макушев Ю.П., Кавыев А.М., Под ред. Сыркин В.В., Ведрученко Р.В., - Омск: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, 2007.
4. Системы впрыска топлива современных двигателей внутреннего сгорания: бензиновые и дизельные системы // AUTO INFOSUITE URL:
http://www.auto-infosite.ru/articles_sistema_vpryska_topliva.html (дата обращения: 19.10.2016).
5. АБС Авто/ автор статьи Дудин Г.В. - 2013 г - 56 стр.
6. Мир транспорта и технологических машин / - 1(32). 2011. - 9 стр.
Pichko Dmitry Sergeevich, student
Belgorod State Technological
University. V.G. Shukhov,
Belgorod, Russia
(E-mail: pichko-dima4@mail.ru)
Prokhorova Elena Victorovna., Associate Professor
Supervisor: Candidate. tehn. sciences
Belgorod State Technological
University. V.G. Shukhov
Belgorod, Russia
(E-mail: crumb1202@mail.ru)
THE DIESEL ENGINE
Abstract. The article describes the working process of the diesel engine specifications, its advantages and disadvantages
Keywords: engine, fuel injection, cooling, workflow, advantages, disadvantages