Принцип работы и устройство дизельного двигателя

ДВС

Дизельный двигатель конструктивно не отличается от силового агрегата на дизельном двигателе. Основная характеристика, которая отличает его, — это только принцип действия. Первые дизельные двигатели появились в начале двадцатого века и использовались на дизельных кораблях, тракторах и локомотивах. В конце ХХ века дизельный автомобиль, как еще называют дизельный силовой агрегат, начали применять на легковых автомобилях.

Впервые ТНВД или ТНВД усовершенствовала немецкая компания Bosch в двадцатых годах прошлого века. С этого момента можно рассматривать и начинать интенсификацию раскрытия этого двигателя. Теперь этот двигатель стали использовать не только на кораблях и станках, но и на тепловозах и дизельных поездах. Так назывались железнодорожные автобусы в прошлом веке.

Двигатель внутреннего сгорания на дизельном двигателе отличается по мощности от бензинового в лучшую сторону. Но многие начинающие автовладельцы их не понимают и не понимают, что такое дизель и что такое бензиновый двигатель.

Давайте подробнее рассмотрим конструкцию дизельного силового агрегата, чтобы узнать, как он устроен и как работает.

Устройство системы дизельного двигателя

С внутренней стороны дизельный двигатель состоит из следующих блоков:

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

  • компрессор давления;
  • насадки;
  • охлаждение воздушных масс.
  • цилиндры и поршни;
  • впускные и выпускные клапаны;

Типы дизельных двигателей классифицируются по конструкции камер сгорания. Их всего три:

  1. Раздельные камеры сгорания. Автодизель в таких устройствах попадает в камеру. В этом можно убедиться, если открутить ГБЦ. Затем масса в вихревой камере сжимается до минимума. Начинается его воспламенение, и только после этого воспламененная масса воздуха попадает в первую камеру.
  2. Неделимый. Схема работы такого силового аппарата проста. Камера расположена в поршне, и топливо подается в образовавшееся пространство над поршнем. Характеристики такого двигателя — экономия топлива. Однако шум от его работы увеличивается.
  3. Предкамерные блоки управления. Это третий тип дизельного двигателя внутреннего сгорания. Они оснащены вставной форкамерой. Он соединен с цилиндрами специальными трубками. Именно от этих труб, а точнее их размера и формы, будет зависеть экономия расхода топлива, экологичность выбросов, уровень шума и мощность двигателя.

Степень сжатия в камерах дизелей разных типов разная. Но несомненно, что он намного выше, чем у бензина. А процесс работы начинается с попадания воздушной массы в камеру сгорания, где ее необходимо нагреть до определенной температуры.

Дизельные двигатели могут быть двухтактными или четырехтактными. В последнее время компании начали производить в основном четырехтактные двигатели. Они надежнее и мощнее двухтактных.

Реверсивные дизельные двигатели используются на морских судах. Кроме того, эти же двигатели ранее использовались на тепловозах. Такие силовые агрегаты были необходимы для движения механизма назад.

Теперь вы знаете, как работают современные дизельные двигатели в автомобилях. Давайте посмотрим, как они работают.

Принцип работы дизельного двигателя

Принцип работы дизельного двигателя следующий:

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

  • поршень достигает наивысшей точки подъема, температура нагрева смеси достигает 800 градусов Цельсия;
  • массы свежего воздуха поступают в пространство, оставшееся после того, как поршни опустились в самую нижнюю точку;
  • топливо теперь впрыскивается в камеру двигателя внутреннего сгорания. Топливо и воздух воспламеняются при воспламенении топлива из-за контакта с горячими воздушными массами.
  • поршень уменьшен в нижнем положении;
  • поршень поднимается до упора, воздушная масса постепенно нагревается;

Из-за сгорания смеси внутри камеры создается шум, который водитель может слышать при работающем дизельном двигателе. Полный процесс сгорания даже плохой топливной жидкости способствует высокому крутящему моменту трансмиссии. Поэтому дизельные двигатели считаются экономичными и мощными, в отличие от бензиновых.

Внимание! Процесс сгорания воздушных масс длится время, необходимое для впрыска топлива. Таким образом, вся работа двигателя происходит при постоянном давлении нагретых газов. Это влияет на срок службы двигателя.

Опытные механики говорят, что для дизельных двигателей необходим чистый воздух. Следовательно, воздушные фильтры необходимо очищать и заменять при втором обслуживании, чтобы избежать засорения воздушной смеси. В противном случае плохой доступ воздуха приведет к проблемам в двигателе.

Теперь посмотрим, как устроена топливная система дизельного двигателя.

Устройство топливной системы

Перечень устройств, входящих в дизельный двигатель, был приведен выше. Здесь мы подробно рассмотрим его структуру. Вы узнаете, что такое ТНВД дизельного двигателя внутреннего сгорания, какие форсунки используются. Как и когда менять масляный и топливный фильтр.

ТНВД

ТНВД — это топливный насос высокого давления в дизельном двигателе. Он подключается к форсункам и подает в них топливо. Производитель устанавливает параметры, при которых он должен работать. Эти параметры зависят от количества оборотов и давления турбо.

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

Сегодня в силовых агрегатах производят и устанавливают один из видов топливных насосов высокого давления: рядный или поршневой, распределительный.

Форсунки

В систему дизельного двигателя также входят форсунки. Аппараты распыляют и подают дизельное топливо в камеру сгорания. В этих устройствах есть распределитель, задающий форму пламени.

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

Также существует два типа насадок. Одни с перфорированным диспенсером, другие — с купелью.

Топливный фильтр

Устройство топливного фильтра — это «печень» дизельного двигателя. Фильтр всасывает грязное топливо и очищает его. Опытные механики рекомендуют заменять топливный фильтр каждые 15 000 км или чаще, если топливо плохое.

При плохо работающем топливном фильтре в дизельном двигателе начинаются проблемы с мощностью и тягой. Что в конечном итоге приводит к отказу двигателя.

Дополнительные компоненты двигателя

Есть и другие детали в конструкции дизельного двигателя. Например, турбина. Многие двигатели имеют турбонаддув для увеличения мощности. У обычных аспираторов такого устройства нет.

Давайте разберемся, что такое турбо и из чего он состоит.

Принцип работы турбины

Большое количество воздуха подается в цилиндры за счет наддува. Подача топлива также увеличивается во время рабочего цикла. Все это позволяет увеличить мощность двигателя.

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

Поскольку давление насоса в дизельном двигателе выше и постояннее, это помогает избежать ударов турбонаддува, которые часто встречаются на бензиновом двигателе. Этим часто недовольны даже владельцы бензиновых двигателей с турбонаддувом.

Принцип работы турбины следующий:

  1. Выхлопные газы проходят через компрессор.
  2. Они постепенно поворачивают турбинное колесо.
  3. Затем вращение турбинного колеса передается компрессору. Это потому, что они оба установлены на одном валу.
  4. Турбокомпрессор сжимает воздух во время вращения. Затем последний попадает в интеркулер.
  5. Здесь начинает остывать. Затем он снова поступает в цилиндры силового агрегата.

Так работает турбинное устройство. Дизельный двигатель запускается также при отрицательных температурах окружающей среды. Свечи накаливания нагревают воздушную смесь до 900 градусов. Поэтому холодные воздушные массы могут попадать в цилиндры через турбины.

Турбонаддув он же турбонагнетатель состоит из

Дизельные двигатели с турбонаддувом состоят из следующих компонентов:

  • датчики давления;
  • дроссель;
  • соединительные трубы.
  • клапан управления выхлопными газами;
  • интеркулер для охлаждения воздушных масс;
  • впускной коллектор;
  • фильтрующее устройство;
  • компрессор;
  • шноркель;

В свою очередь турбина включает в себя следующие элементы:

  • крышка на компрессор;
  • крышка турбины;
  • стальная сетка.
  • подшипники, создающие их вращение;

Есть несколько типов турбокомпрессоров и их характеристики. Например, в турбине с изменяемой геометрией модифицированная секция впускного клапана регулирует поток выхлопных газов. Два компрессора устанавливаются последовательно, так что одно из устройств отвечает за каждый рабочий режим, а не два за все или один за все рабочие режимы.

Если компрессоры в двигателе установить параллельно, турбо-задержки становятся едва заметными. Установленные вместе механический и автоматический турбонагнетатели помогают увеличить мощность. Например, первый включается на низких оборотах, второй — на высоких.

Цикл работы турбонаддува

Теперь вы знаете, что такое турбокомпрессор и как он работает. Посмотрим, каков его цикл.

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

  1. Турбокомпрессор создает разрежение. Воздушные массы втягиваются в турбокомпрессор.
  2. Затем роторы начинают работать.
  3. Интеркулер охлаждает воздушные массы.
  4. Впускной коллектор пропускает через него холодный воздух. Но прежде чем попасть в него, воздушные массы очищаются через устройства для фильтрации воздуха.
  5. Когда будет набрано достаточно воздуха, клапан закроется.
  6. Уже вытесненные массы воздуха проходят в турбину блока двигателя внутреннего сгорания и давят на ротор.
  7. Скорость вращения самой турбины и ее вала увеличивается до 1500 оборотов в секунду.

Следовательно, из-за всех этих действий образуется давление, увеличивающее мощность дизельного двигателя.

Интеркулер и форсунка

Интеркулер для дизельного двигателя создан для того, чтобы детали двигателя не подвергались ежедневному ремонту. При воздействии высоких температур детали двигателя быстро изнашиваются. Чтобы этого не происходило, были созданы интеркулеры.

Топливо, подаваемое через форсунки, распределяется правильно и в нужном количестве. Следовательно, при правильном расположении угла подачи детонация не происходит.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Дизельные двигатели славятся своей мощностью и надежностью, но это еще не все. Посмотрим, какие новые системы подарили двигателям вторую жизнь. Например, одним из компонентов, разрабатываемых для современных двигателей, является система Common Rail.

Принцип работы и конструкция дизельного двигателя

Электроэнергия Common Rail устанавливается на дизельные автомобили с девяносто седьмого года прошлого века. Фактически, это лучший способ залить топливо в камеру сгорания за счет увеличения давления. Изготовление, не зависящее от скорости вращения силового агрегата и давления.

Ключевое отличие Common Rail от обычных топливных насосов высокого давления заключается в том, что последний просто необходим для повышения давления в топливной магистрали. Насос не дозирует подачу топлива цикла и не регулирует его подачу.

На низких оборотах двигателя такое устройство работает бездымно с циклической мощностью, большей, чем у дизеля автомобиля. Ха — высокий крутящий момент возникает на низких оборотах. Эта особенность делает автомобиль «отзывчивым» в движении.

Таким образом, в Российской Федерации в две тысячи седьмом году практически все двигатели грузовых автомобилей были переоборудованы на дизельные. Теперь их производительность и эффективность выросли в несколько раз по сравнению с прошлым.

Отработанные газы дизельного двигателя содержат небольшое количество окиси углерода. Кроме того, дизельная силовая установка экономична, если отождествить ее с бензиновой, на тридцать, а то и на пятьдесят процентов. Это связано с тем, что в дизельном двигателе степень сжатия воздуха доведена до больших значений по сравнению со степенью сжатия топливной смеси в бензиновых силовых агрегатах.

Единственный недостаток дизельных двигателей с турбонаддувом — это сам турбонагнетатель. Поскольку ресурс турбины составляет всего 75000 километров, автовладельцам приходится заменять ее на новую. Поэтому многие водители не хотят таких трат и мучений, покупают обычные атмосферные дизели.

Хотя среди подрастающего поколения любителей турбодизелей становится все больше. Некоторые даже увеличивают мощность в турбине, тюнингуют старые атмосферные двигатели. Поэтому дизельные двигатели становятся все более популярными, чем бензиновые.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое дизельный двигатель и как он работает. Покупать автомобиль с автомобилем или без него — решать вам. Опытные механики говорят, что дизельные двигатели реже других появляются на ремонте, даже на капремонте после 150 тысяч километров пробега. Если правильно и вовремя ухаживать за дизельным двигателем, он прослужит долго и без капитального ремонта пройдет эти дорогие полмиллиона километров.

Оцените статью