Дизельный двигатель кто придумал: Когда изобрели первый дизельный двигатель

Дизельный двигатель – история и развитие.

Дизельный двигатель постепенно теряется на фоне современных разработок в мировом автопроме, сдавая позиции перед многочисленными запретами и ограничениями. А ведь именно дизельный двигатель стал настоящим прорывом в автомобильной промышленности, и заслуживает того, дабы мы еще раз вспомнили старого друга, благодаря которому огромные расстояния перестали быть проблемой для человечества.

История создания дизельного двигателя.

Для начала напомним, что дизельный двигатель – это уникальный механизм, направленный на получение энергии внутреннего сгорания. Спектр используемого топлива для дизелей очень широк, и включает в себя даже растительные варианты горючего (масла и жир).

Предпосылкой для создания дизельного двигателя стала идея цикла Карно (1824 г.), которая заключалась в процессе теплообмена с максимальным КПД на выходе. Более современный вид эта идея получила в 1890 году, когда знаменитый Рудольф Дизель создал практический образец реализации цикла Карно, а в 1892 году, он уже получил патент на создание данного вида двигателя. Первый действующий образец движка был создан Дизелем в начале 1897 года, а в конце января он уже подвергся испытаниям.

В начале своего пути, дизельный двигатель значительно уступал паровому в плане размеров, и не имел успеха в практическом применении. Первые образцы двигателей работали исключительно на легких нефтепродуктах и маслах. Но были попытки запускать двигатель и на угольном топливе, что повлекло за собой полный провал, из-за проблем с подачей угольной пыли в цилиндры.

В 1898 году, в Петербурге также был сконструирован двигатель, который по своему принципу был полностью схож с дизельным. В России данный тип механизма получил название «Тринклер-мотор», который по своим характеристикам, согласно испытаниям, был гораздо более совершенным, чем немецкий аналог. Преимуществом «Тринклер-мотора» стало использование гидравлики, которая значительно улучшала показатели по сравнению с воздушным компрессором. Плюс, сама конструкция была в разы проще и надежнее немецкой.

В том же 1898 году, Эммануил Нобель выкупил права на производство дизельного двигателя, который был усовершенствован, и работал уже на нефти. А на рубеже веков, гениальный российский инженер Аршаулов, изобрел уникальную систему – топливный насос высокого давления, что также стало прорывом в процессе усовершенствования дизельного двигателя.

В двадцатых годах 20-го века, немецкий ученый Роберт Бош провел еще одно усовершенствование топливного насоса высокого давления, а также создал уникальную конструкцию бескомпрессорной конструкции. С тех пор, дизельные двигатели начали получать массовое распространение, и использоваться в общественном транспорте и железной дороге, а 50-60-е годы, дизельные двигатели массово используются при сборке обычных пассажирских автомобилей.

Принцип работы дизельных двигателей.

Существуют два варианта работы дизелей:

• Двухтактный цикл;
• Четырехтактный цикл.

Наиболее популярен четырехтактный цикл работы дизельных двигателей: впуск (поступления воздуха в цилиндр), сжатие (в цилиндре сжимается воздух), рабочий ход (процесс сгорания топлива в цилиндре), выпуск (выход отработанных газов из цилиндра). Данный цикл является бесконечным, и постоянно повторяется с механической точностью в процессе работы двигателя.

Двухтактный цикл работы двигателя отличается укороченными процессами, где газообмен осуществляется в продувке, едином процессе работы механизма. Такие двигатели применяются в морских судах и железнодорожном транспорте. Двухтактные двигатели строятся исключительно с неразделенными камерами сгорания.

Преимущества и недостатки.

Мощность КПД современных дизелей составляет 40-45 %, а некоторых образцов – 50%. Несомненным плюсом таких двигателей являются низкие требования к качеству топлива, что позволяет использовать не самые дорогие нефтяные продукты для работы механизма.

При использовании дизелей в автомобилях, такой двигатель дает высокий вращающийся момент, при низких оборотах самого механизма, что делает авто комфортным в движении. Благодаря этому данный тип движка и популярен в промышленных автомобилях, где ценится мощь механизма.

Дизельные двигатели имеют гораздо меньшую вероятность возгорания, благодаря нелетучему топливу, что делает их максимально безопасными при эксплуатации. Именно дизельные двигатели стали залогом для прогресса военной бронированной техники, делая ее максимально безопасной для экипажа.

Недостатков у дизеля также хватает, и заключаются они в топливе, которое имеет свойство застаиваться в зимнее время, и выводит механизм из строя. Плюс ко всему, дизельные двигатели делают слишком много вредных выбросов в атмосферу, что и стало причиной борьбы экологов с данным типом механизма. Само изготовление дизельного двигателя обходится производителям дороже, чем бензинового, что заметно отображается на бюджетных затратах производства.

Эти основные моменты и послужили причиной того, что количество дизельных двигателей в мировом машиностроительстве будет уменьшаться и, с большой долей вероятности, ограничится лишь промышленным автопромом, где дизель является незаменимым агрегатом. Но, именно дизель оставил глубокий след в процессе создания автопромышленности, как таковой, и всегда будет оставаться важнейшим прорывом в мировой автомобильной инженерии.

Какой двигатель изобрели первым дизельный или бензиновый

Содержание

1. Какой двигатель изобрели первым дизельный или бензиновый
2. Первый Дизельный Двигатель
3. Рудольф Дизель: инженер, создавший дизельный двигатель
4. Из биографии
5. Как Рудольф создал дизельный двигатель
6. Отношения с государством
7. Окончание жизни
8. Роль изобретения Дизеля для современного мира
9. История создания дизельного двигателя. Часть вторая. Первые дизельные двигатели
10. Эксперименты Дизеля
11. Другие имена
12. Первый дизельный транспорт
13. Золотой век дизеля в США
14. Легковой дизель: кто был первым?
15. Счет на пфенниги
16. Шум времени
17. Особое внимание
18. Достойное место
19. Бензин или дизель
20. Предыстория вопроса
21. Динамика
22. Ремонтопригодность и требования к топливу
23. Может ли тип двигателя повлиять на уровень комфорта?
24. Экологичность
25. Дизель или бензин: плюсы и минусы
26. Видео

Какой двигатель изобрели первым дизельный или бензиновый

Первый Дизельный Двигатель

Патент на своё изобретение Рудольф Дизель получил 23 февраля 1893. Однако первый работоспособный дизель был разработан в феврале 1897 года профессором Шретером из Мюнхена. Хотя Дизель и был первым, кто запатентовал двигатель с воспламенением от сжатия, инженер по имени Экройд Стюарт высказывал ранее похожие идеи.
Однако Экройд Стюарт не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, т. е. он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность. Может, это и было причиной того, что используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», т. к. теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей с воспламенением от сжатия.

Первые легковые автомобили с дизельным двигателем.

В Европе первый серийный легковой автомобиль с дизельным двигателем появился в 1936 году (модель Mersedes Benz 260D)
В Северной Америке первый легковой дизель появился в 1934 году на одной из моделей Studebaker. Первый отечественный легковой автомобиль, который серийно выпускался с дизельным двигателем появился в 1960 году. Это была Волга ГАЗ-21. На этот автомобиль устанавливался дизель английской фирмы Perkins, мощностью 45 л.с.

Преимущества дизельного двигателя.

Дизельный двигатель выдаёт высокий крутящий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем
более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями. Это является преимуществом также и в двигателях морских судов, так как высокий крутящий момент при низких оборотах делает более лёгким эффективное использование мощности двигателя.

Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более что в них не используется система зажигания.

Явными недостатками дизельных двигателей является необходимость использования стартера большой мощности, помутнение и застывание дизельного топлива при низких температурах, сложность в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Данные загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Профессионалы рекомендуют менять разходные материалы (особенно топливныйфильтр) чаще, чем указано в руководстве по эксплуатации, особенно на дизелях с большим пробегом.

Дизельный двигатель плохо заводится в мороз (если он не оборудован свечами накаливания и предпусковым подогревателем). Почти все современные дизеля оснащёны уникальной системой быстрого запуска: нагрев свечей накаливания до 1000 градусов позволяет мгновенно заводить двигатель в любых климатических условиях даже без предпускового разогрева. Но проблема отопления в салоне в зимнее время всё ещё встречается на некоторых автомобилях c дизельными двигателями. Это связано с тем, что дизель долго нагревается и быстро остывает.

Самый мощный дизельный двигатель

Самым мощным дизельным двигателем для легкового
автомобиля является дизель Audi 6.0 V12 TDI.
(C 2008 года устанавливается на автомобили Audi Q7
и Porsche Cayen)

Конфигурация — 12 цилиндров (V-образно)
Рабочий объём — 5934 куб.см
Диаметр цилиндра — 83 мм
Ход поршня — 91.4 мм
Степень сжатия — 16
Мощность — 500 л.с. при 3750 об/мин.
Крутящий момент — 1000 Нм в диапазоне 1750-3250 об/мин.

Источник

Рудольф Дизель: инженер, создавший дизельный двигатель

Полное имя изобретателя — Рудольф Кристиан Карл Дизель. Родился 18 марта 1858 года в Париже. В историю вошел как создатель дизельного двигателя.

Из биографии

Известно, что будущий изобретатель родился в семье немецких эмигрантов Элис и Теодора Дизелей. В семье было три ребенка. Отец Рудольфа организовал свое дело — производство кожгалантереи. Примечательно, что родители Рудольфа к механике не имели никакого отношения, но маленький Рудольф с самого детства приходил в трепет от машин. Ввиду этого сын часто просил маму и папу отвести его в парижский музей, посвященный ремеслам.

В 1870 году началась война между империей Наполеона III и германскими государствами. Семье Дизелей пришлось покинуть Париж — жителям с немецким происхождением и фамилией делать в столице Франции больше нечего. Частное предприятие отца было реквизировано, семья переехала в Англию. Однако Рудольф не остался жить с родителями в Англии, его отправили на историческую родину в Германию, к дяде (родной брат отца). Кристоф Барникель преподавал математику в ремесленном училище, они с Рудольфом быстро нашли общий язык. Через год Рудольф уже точно знал, кем хочет стать — инженером.

Сначала Рудольф окончил ремесленное училище, где преподавал его дядя, потом индустриальную школу Аугсбурга и, наконец, Королевский баварский политехнический институт.

Как Рудольф создал дизельный двигатель

Однажды Рудольфу пришла в голову неординарная мысль: глядя на пневматическую зажигалку он заметил, что с помощью поршня воздух в трубке сжимался и фитиль зажигался — он догадался, что нужно лишь хорошо сжать воздух и он нагреется, если нагретый воздух соединить с топливом, оно воспламениться. Рудольф начинает усиленно работать над воплощением этой идеи — он покидает компанию Линде, своего институтского преподавателя, где работал директором много лет, и открывает свое дело: в течение некоторого времени он разрабатывает несколько образцов дизельного двигателя.

В 1897 году Дизель представил готовый экземпляр работоспособного мотора: это огромный железный цилиндр, высотой 3 метра, в котором был установлен маховик, двигавший поршень. Мощность силового агрегата составляла 20 л.с., КПД — 30%. По своей эффективности двигателю не было равных: он превосходил по экономичности паровые двигатели в 4 раза.

Первый дизельный двигатель

В начале ХХ века Рудольф начинает разрабатывать двигатели для автомобилей. Однако при уменьшении размеров мотора, пропорционально падала и его надежность. Дизелю не удастся разработать пригодный аппарат, это сделают лишь через 11 лет после смерти Рудольфа.

Отношения с государством

Несмотря на то, что двигатели Дизеля раскупались огромным тиражом и устанавливались на пароходы, травами, на производства, государство не сильно жаловало изобретателя. Виной всему топливо, на котором работал двигатель. Изначально Рудольф хотел применять угольную пыль, однако ввиду ее сильных абразивных свойств детали мотора быстро выходили из строя. Поэтому Рудольфу пришлось обратиться к нефти. Германия была богата углем, а вот нефть приходилось импортировать, это увеличивало затраты.

Окончание жизни

Дизель как бы предчувствовал свою уход: незадолго до трагедии он начал странно себя вести. Показывать сыновьям, где и что лежит, какие документы есть и для чего они нужны. Через время Рудольф вручил своей супруге чемодан и наказал ни в коем случае не открывать его до начала октября. В свое время жена обнаружит там 20 000 марок.

В сентябре 1913 года Дизель отправился с двумя друзьями в Англию по делам на пароходе. После того, как Рудольф ушел ночевать в каюту, его больше никто не видел. Выдвигались версии самоубийства и убийства, некоторые предполагали, что Рудольф инсценировал свое исчезновение сам — пассажира на том пароходе с таким именем не было зарегистрировано. Однако ни одна из версий не имеет точных подтверждений.

Роль изобретения Дизеля для современного мира

Значение изобретения Дизеля для современного мира трудно переоценить. Инструментарий Рудольфа стал основой для создания современных дизельных двигателей. После смерти инженера его двигатели набирали популярность — через десятилетия их уже вовсю устанавливают на грузовые и легковые автомобили, причины просты: экономичность, долговечность, меньше выбросов в атмосферу. Ведущие автомобилестроительные компании мира имеют в своем автопарке модели с дизельными моторами.

Источник

История создания дизельного двигателя.

Часть вторая. Первые дизельные двигатели

29 декабря 2017 Категория: Полезная информация.

В первой части нашего повествования мы познакомились с Рудольфом Дизелем – немецким инженером, который придумал использовать смесь горючего и сильно сжатого воздуха для воспламенения топливной смеси в двигателе. И вот, вооружившись расчетами, патентом на разработку и контрактами владельцев заводов-пароходов, Дизель приступает к созданию «нового, эффективного теплового двигателя».

Эксперименты Дизеля

Три неудачных попытки предшествуют рождению прообраза современного мотора. Первая попытка – двигатель, работающий на угольной пыли – перегорает почти мгновенно. Дизель меняет пыль на керосин, придумывает систему охлаждения стенок мотора водой и наконец добивается сколь-нибудь устойчивых результатов. И четвертая попытка оказывается удачной – созданный в 1896 году двигатель развивает до 20 «лошадей» и выдает рекордных, по сравнению с паровыми агрегатами, 34% КПД.

Другие имена

Параллельно с Дизелем разработку нового мотора вел русский инженер Густав Тринклер. Он представил свой двигатель с аналогичной системой высокого давления, «Тринклер-мотор», опоздав на год по сравнению с Дизелем и, несмотря на превосходство конкурента по части эффективности и технологического совершенства, успеха не получил. Дело в том, что крупнейшие корпорации и заводы к тому моменту за огромные деньги выкупили патенты на производство двигателей системы Дизеля – в их интересах было скрыть разработку Путиловского завода.

Что же касается технологической доработки мотора Дизеля, ею занялся в 1909 году инженер завода Benz&Cie Проспер Леранж. Он не только изобрел предкамеру двигателя, но и спроектировал форсунки с игольчатым клапаном и первые насос-форсунки.

Первый дизельный транспорт

Из-за огромных масс и размеров первых двигателей системы Дизеля, они могли использоваться только на морских судах и в тяжелой промышленности. Со временем дизельные двигатели стали устанавливать на подводные лодки. Лишь к началу 20-х годов ХХ века инженерам-конструкторам удалось уменьшить габариты дизельных двигателей до тех параметров, которые позволили использовать их на наземном транспорте.

Так, в 1923 году на выставке в Берлине был представлен первый грузовой автомобиль с мотором системы Дизеля. Им оказался выпущенный на заводе в Мангейме пятитонный грузовик Mercedes Benz 5K3. Двигатель, установленный в грузовике, имел предкамеру объемом почти 9 литров и развивал от 45 до 50 л.с. при 1000 об./мин.

Почти в то же самое время инженеры компании Daimler-Motoren-Gesellschaft сконструировали аналогичный по мощности атмосферный мотор, а компания MAN представила дизельный двигатель с системой непосредственного впрыска.
Что касается легковых автомобилей, то первой ласточкой по части дизельного двигателя стала модель 260D Mercedes Benz, представленная в 1936 году. Это первый в мире серийный легковой автомобиль с дизельным мотором.

Золотой век дизеля в США

Нужно сказать, что автовладельцы США ХХ века по достоинству оценили изобретение Дизеля лишь к концу 70-х годов, и связано это было с экономическими причинами. Нефтяной кризис и резкое подорожание топлива в этот период вынудило американцев массово скупать Peugeot, Mercedes Benz, Isuzu, Volkswagen, Audi, Volvo и Datsun – и все с дизельными моторами. Существенно выросли и продажи производителя собственных дизельных автомобилей в Америке, концерна General Motors.

Однако к середине 80-х с урегулированием цен на бензин, приоритеты американцев снова повернулись в сторону бензиновых автомобилей. Вскоре Дженерал Моторс прекратил выпуск собственных дизельных автомобилей.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог.

Источник

Легковой дизель: кто был первым?

Mercedes-Benz 260D официально считается первым в мире серийным легковым автомобилем с дизельным двигателем. Но был ли он по-настоящему первым?

Еще в 1892 го­ду не­мец­кий ин­же­нер Ру­дольф Ди­зель по­лу­чил офи­ци­аль­ный па­тент на «дви­га­тель с за­жи­га­ни­ем от сжа­тия»: ес­ли в бен­зи­но­вых мо­то­рах смесь под­жи­га­ет эле­к­т­ри­че­с­кая ис­кра, то в дви­га­те­ле Ди­зе­ля воз­дух, ра­зо­гре­ва­ю­щий­ся от пред­ва­ри­тель­но­го сжа­тия до 700– 800°С, сам вос­пла­ме­ня­ет го­рю­чее, впры­с­ки­ва­е­мое че­рез фор­сун­ку.
Спу­с­тя не­сколь­ко лет идея во­пло­ти­лась в ме­тал­ле. Од­на­ко пер­вый ди­зель­ный дви­га­тель по­лу­чил­ся слиш­ком боль­шо­го раз­ме­ра и по­то­му мог ис­поль­зо­вать­ся толь­ко как ста­ци­о­нар­ный или су­до­вой. Но идея при­спо­со­бить свое изо­б­ре­те­ние для ав­то­мо­би­ля Ру­доль­фа Ди­зе­ля не ос­тав­ля­ла: в 1909-м он про­ек­ти­ру­ет экс­пе­ри­мен­таль­ный ди­зель, ко­то­рый ус­та­нав­ли­ва­ют на гру­зо­вик. Увы, его ис­пы­та­ния не име­ют ус­пе­ха! Тем не ме­нее не­за­дол­го до сво­ей за­га­доч­ной ги­бе­ли в 1913 го­ду ин­же­нер пи­сал: «Ав­то­мо­биль­ный дви­га­тель ско­ро по­явит­ся, и тог­да я бу­ду счи­тать ра­бо­ту мо­ей жиз­ни за­кон­чен­ной».

Один из первых эк­земп­ля­ров так на­зы­ва­е­мой ну­ле­вой се­рии, ба­зи­ро­вав­ший­ся на шас­си Mercedes-Benz 200

Од­на­ко та­кой ком­пакт­ный мо­тор по­явил­ся от­нюдь не ско­ро. Толь­ко че­рез де­сять лет, в 1923-м, с кон­вей­е­ра за­во­да в Ман­хай­ме со­шел Benz 5К3 — пер­вый в ми­ре ди­зель­ный гру­зо­вик, ос­на­щен­ный 4-ци­лин­д­ро­вым мо­то­ром, раз­ви­вав­шим от 45 до 50 л. с. при 1000 об/мин. Этот ди­зель­ный дви­га­тель был снаб­жен пред­ва­ри­тель­ной ка­ме­рой, поз­во­ляв­шей плав­но уве­ли­чи­вать дав­ле­ние га­зов, об­ра­зу­ю­щих­ся при сго­ра­нии топ­ли­ва, что сни­жа­ло уро­вень де­то­на­ции. А еще че­рез три­над­цать лет, 21 фе­в­ра­ля 1936 го­да, на Бер­лин­ском ав­то­мо­биль­ном са­ло­не со­сто­ял­ся де­бют пер­во­го в ми­ре се­рий­но­го лег­ко­во­го ди­зель­но­го ав­то­мо­би­ля Mercedes-Benz 260D.

Счет на пфенниги

Экс­пе­ри­мен­ты с ди­зе­ля­ми для лег­ко­вых ав­то­мо­би­лей штут­гарт­с­кий кон­церн на­чал еще осе­нью 1933-го. Тог­да си­ло­вым аг­ре­га­том объ­­­емом 3818 см3 и мощ­но­с­тью 80 л.с. ос­нас­ти­ли мо­дель Mannheim. Но ви­б­ра­ция мо­то­ра, осо­бен­но на хо­ду, бы­ла на­столь­ко силь­на, что ис­поль­зо­вать ав­то­мо­биль для пе­ре­воз­ки пас­са­жи­ров ока­за­лось не­воз­мож­но. К то­му же по­сле зна­чи­тель­но­го про­бе­га по той же при­чи­не в ра­ме Mannheim об­на­ру­жи­лись тре­щи­ны. Толь­ко по­сле на­пря­жен­ных ис­сле­до­ва­ний и прак­ти­че­с­ких ис­пы­та­ний уда­лось со­здать мо­тор мень­ше­го ли­т­ра­жа и с при­ем­ле­мым уров­нем ви­б­ра­ции при ра­бо­те.

Но­вый Mercedes-Benz с ди­зе­лем ба­зи­ро­вал­ся на шас­си мо­де­ли 200 и по­лу­чил обо­зна­че­ние Mer­cedes-Benz 260D. На нем сто­ял 4-­ци­лин­д­ро­вый ди­зель ра­бо­чим объ­е­мом 2545 см3 (от­сю­да и обо­зна­че­ние 260) c пред­ка­ме­рой, раз­ви­вав­ший 45 л.с. при 3000 об/мин. Дви­га­тель ос­на­с­ти­ли впры­с­ко­вой си­с­те­мой фир­мы Bosch, ко­то­рая к 1935 го­ду уже рас­по­ла­га­ла боль­шим опы­том кон­ст­ру­и­ро­ва­ния впры­с­ко­вых на­со­сов для ди­зе­лей. Ра­бо­тать в этом на­прав­ле­нии ком­па­ния Bosch на­ча­ла еще в 20-е го­ды.

Пер­во­на­чаль­но этот ав­то­мо­биль ос­на­с­ти­ли 6-­ме­ст­ным ку­зо­вом лан­до. Пер­вую пар­тию из 13 эк­земп­ля­ров со­бра­ли еще в 1935-м, а на сле­ду­ю­щий год сде­ла­ли еще 55 ма­шин — все они ис­поль­зо­ва­лись в так­си и в сво­бод­ную про­да­жу не по­сту­па­ли.

Ва­ри­ант с ку­зо­вом ли­му­зин, как немцы называют седан, в мо­дель­ном ря­ду 260D был од­ним из са­мых де­ше­вых и сто­ил 6800 рейх­с­­­­­­­­­- ма­рок. Его бен­зи­но­вый ана­лог Mercedes-Benz 230 (кстати, на последнем в фильме ездил Штирлиц) про­да­вал­и за 5875

Глав­ным до­сто­ин­ст­вом но­вой мо­де­ли ста­ла эко­но­мич­ность. Сред­ний рас­ход го­рю­че­го у 260D со­ста­вил чуть боль­ше 9 л на 100 км, в то вре­мя как его бен­зи­но­вый ана­лог по­треб­лял при та­ком же про­бе­ге 13 л. Ес­ли учесть, что в 1936 го­ду ди­зель­ное топ­ли­во сто­и­ло в Гер­ма­нии 17 пфен­ни­гов, а бен­зин — бо­лее чем вдвое до­ро­же, то по­нят­но, по­че­му не­мец­кие так­со­пар­ки, счи­тав­шие каж­дый пфен­ниг, по­спе­ши­ли сме­нить бен­зи­но­вую тех­ни­ку на «со­ля­роч­ную». Этот не­ма­ло­важ­ный факт пе­ре­кры­вал да­же то, что ма­шин­ка еле-еле на­би­ра­ла ско­рость 95 км/ч, а на кру­тых подъ­е­мах вы­нуж­да­ла во­ди­те­ля пе­ре­хо­дить на низ­шую пе­ре­да­чу.

Шум времени

Пра­во пер­вен­ст­ва кон­цер­на Daim­ler-Benz на се­рий­ный ди­зель­ный лег­ко­вой ав­то­мо­биль мо­гут ос­по­рить толь­ко две фир­мы — не­мец­кая Hanomag и фран­цуз­ская Citroёn.
Пер­вая в 1936 го­ду од­но­вре­мен­но с Mercedes-Benz 260D на том же са­мом Бер­лин­ском ав­то­са­ло­не по­ка­за­ла лег­ко­вую мо­дель Hanomag Rekord Diesel Typ D 19 с 4-­ци­лин­д­ро­вым ди­зе­лем объ­е­мом 1910 см3 и мощ­но­с­тью 35 л.с. при 3500 об/мин, но ее се­рий­ное про­из­вод­ст­во на­ча­лось толь­ко в 1937-м — уже по­сле то­го, как бы­ла вы­пу­ще­на пер­вая пар­тия так­со­мо­то­ров Mer­cedes-Benz 260D.

Фран­цу­зы на­ча­ли ра­бо­тать над этой те­мой еще рань­ше: в 1932 го­ду Ан­д­рэ Си­т­ро­ен при­влек к со­труд­ни­че­ст­ву ин­же­не­ра Гар­ри Ри­кар­до, ко­то­рый изо­б­рел ка­ме­ру сго­ра­ния Comet, ус­пеш­но вне­д­рен­ную на ди­зель­ных дви­га­те­лях лон­дон­ских ав­то­бу­сов. На ос­но­ве сво­е­го изо­б­ре­те­ния в 1933-м Ри­кар­до пред­ста­вил и пер­вые лег­ко­вые ди­зе­ля, из ко­то­рых один был 6-ци­лин­д­ро­вым с ра­бо­чим объ­е­мом 4578 см3.

Ди­зель Mercedes-Benz 260D в за­вод­ских до­ку­мен­тах обо­зна­чал­ся OM138. Все его на­вес­ное об­ору­до­ва­ние выпускала фир­ма Bosch: это ка­са­лось не толь­ко топ­лив­ной си­с­те­мы с на­со­сом вы­со­ко­го дав­ле­ния, фор­су­нок и ка­лиль­ных све­чей, но и эле­к­т­ро­обо­ру­до­ва­ния, ко­то­рое на 260-й мо­де­ли ос­та­ва­лось шестивольтовым

27 но­я­б­ря 1934 го­да мо­дель Citroёn Rosalie DI ут­вер­ди­ли к проб­но­му про­из­вод­ст­ву. Прав­да, на ней уже сто­ял бо­лее эко­но­мич­ный 4-­ци­лин­д­ро­вый мо­тор мощ­но­с­тью 40 л.с. На Па­риж­ском ав­то­са­ло­не в ок­тя­б­ре 1936-го ди­зель­ную мо­дель офи­ци­аль­но пред­ста­ви­ли пуб­ли­ке, но фи­нан­со­вые труд­но­с­ти уже на сле­ду­ю­щий год за­ста­ви­ли ком­па­нию про­дать всю пар­тию из сот­ни Rosalie DI, ко­то­рые бы­ли вы­пу­ще­ны не как се­рий­ные, а как опыт­ные и пред­наз­на­ча­лись ис­клю­чи­тель­но для ис­пы­та­ний.

Но са­мый пер­вый лег­ко­вой ав­то­мо­биль с ди­зе­лем, о ко­то­ром ма­ло кто зна­ет, по­явил­ся на­мно­го рань­ше: еще в 1927 го­ду фир­ма Bosch про­ве­ла се­к­рет­ные ис­пы­та­ния ли­му­зи­на Stoewer c 4-­ци­лин­д­ро­вым мо­то­ром. Ав­то­мо­биль с экс­пе­ри­мен­таль­ной си­с­те­мой ди­зель­но­го впры­с­ка Bosch про­ехал 40 000 км, но даль­ше тех­ни­че­с­ких изы­с­ка­ний де­ло тог­да не по­ш­ло, да и рас­ход топ­ли­ва в те вре­ме­на вол­но­вал ав­то­мо­би­ли­с­тов на­мно­го мень­ше, чем «дет­ские бо­лез­ни» тог­даш­них ди­зе­лей: вы­со­кий уро­вень шу­ма, ви­б­ра­ция и не­до­ста­точ­ная тя­го­ви­тость.

Особое внимание

Та­ким об­ра­зом, Daimler-Benz ока­зал­ся в аван­гар­де ди­зе­ле­с­т­ро­е­ния. Че­рез год по­сле сен­са­ци­он­ной пре­зен­та­ции на Бер­лин­ском ав­то­са­ло­не фир­ма пред­ста­ви­ла Mercedes-Benz 260D улуч­шен­ной ком­плек­та­ции, ба­зи­ро­вав­ший­ся на шас­си но­вой, 230-й мо­де­ли, сме­нив­шей 200-ю.

Для так­си­с­тов 260D (здесь в варианте пульман-лимузин) стал эко­но­мич­ной ра­бо­чей ло­шад­кой, рас­хо­довавшей все­го 9 л солярки на 100 км

В ча­ст­но­с­ти, ма­ши­на по­лу­чи­ла но­вый топ­лив­ный бак, вме­ща­вший 50 л го­рю­че­го вме­с­то преж­них 38. А важ­ней­шее кон­ст­рук­тив­ное из­ме­не­ние да­ти­ру­ет­ся на­ча­лом 1938 го­да — тог­да мо­тор этой мо­де­ли ос­на­с­ти­ли за­ра­нее по­до­гре­ва­е­мы­ми ка­лиль­ны­ми све­ча­ми, что су­ще­ст­вен­но об­лег­чи­ло за­пуск в хо­лод­ную по­го­ду. О на­гре­ве све­чей сиг­на­ли­зи­ро­ва­ла осо­бая лам­поч­ка на при­бор­ной па­не­ли.

Ос­нов­ным ти­пом ку­зо­ва по-преж­не­му ос­та­ва­лось лан­до, пред­наз­на­чав­ше­е­ся для ра­бо­ты в так­си, — эту мо­дель обо­зна­чи­ли сло­вом Droschken. Ее са­лон раз­де­лял­ся по­пе­рек стек­лян­ной пе­ре­го­род­кой, а кры­ша над зад­ни­ми пас­са­жи­ра­ми мог­ла уби­рать­ся. Шо­фер­ское от­де­ле­ние из со­об­ра­же­ний прак­тич­но­с­ти оби­ва­ли ко­жей, что­бы мень­ше бы­ли за­мет­ны пят­на от мас­ла и со­ляр­ки, а пас­са­жир­ский са­лон — тка­нью. Спра­ва от при­бор­но­го щит­ка рас­по­ла­гал­ся боль­шой так­со­метр.

Мо­дель­ный ряд раз­ба­ви­ли мо­ди­фи­ка­ции с ку­зо­вом ли­му­зин (так нем­цы на­зы­ва­ют се­дан) и на уко­ро­чен­ном шас­си — ка­б­ри­о­лет D. Все­го у 260D бы­ло де­вять ва­ри­ан­тов ку­зо­вов! На длин­ном же шас­си кро­ме лан­до де­ла­ли еще пуль­ман-ли­му­зин (с по­пе­реч­ной пе­ре­го­род­кой в са­ло­не), ком­би­на­ци­он-ли­му­зин, ту­рен­ва­ген, ка­б­ри­о­лет B… Ско­ро на ди­зель­ные «Мер­се­де­сы» об­ра­ти­ли вни­ма­ние ве­дом­ст­ва бо­лее се­рь­ез­ные, чем так­со­пар­ки. Ди­зель­ные лег­ко­вые ма­ши­ны при­жи­лись в га­ра­жах СС и ге­с­та­по, а так­же вер­мах­та и во­ен­но-мор­ско­го фло­та. В по­след­нем, по­нят­ное де­ло, с со­ляр­кой про­блем не бы­ло ни­ког­да!

Достойное место

Мас­со­вое про­из­вод­ст­во об­нов­лен­но­го Mercedes-Benz 260D с ин­дек­сом шас­си W138 на­ча­лось в 1938 го­ду. А то, что вы­пу­с­ти­ли до это­го, при­ня­то обо­зна­чать сло­вом Nullserie, оз­на­ча­ю­щим «ну­ле­вая се­рия». Тог­да же нем­цы снаб­ди­ли 3-­сту­пен­ча­тую ко­роб­ку этой мо­де­ли син­хро­ни­за­то­ра­ми выс­ших пе­ре­дач.

В стандартное оборудование всех Mercedes-Benz 260D в варианте такси входил таксометр, располагавшийся справа от приборного щитка

До 1940 го­да с кон­вей­е­ра со­шли 1967 эк­земп­ля­ров 260D — в 15 раз мень­ше, чем бен­зи­но­вых Mercedes-Benz. Но эта ма­ши­на на­всег­да ос­та­нет­ся в ис­то­рии, ведь имен­но с нее на­ча­лась ди­зель­ная эпо­ха лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ле­с­т­ро­е­ния.

А ведь ког­да Mercedes-Benz 260D толь­ко по­явил­ся, ма­ло кто ве­рил в ус­пех ди­зель­ной лег­ко­вуш­ки. Но вре­мя рас­ста­ви­ло все по сво­им ме­с­там, и сей­час в ми­ре каж­дый вто­рой лег­ко­вой ав­то­мо­биль ос­на­ща­ет­ся дви­га­те­лем, ра­бо­та­ю­щим на со­ляр­ке.
А один из ли­му­зи­нов мо­де­ли 260D по пра­ву за­ни­ма­ет свое ме­с­то в экс­по­зи­ции му­зея кон­цер­на Daimler.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал или читайте нас в Google News, чтобы ничего не пропустить.

Источник

Бензин или дизель

Перед покупкой автомобиля важно определиться, какой двигатель для Вас предпочтительней — бензиновый или дизельный? У каждого свои преимущества. Если Вы планируете купить новую машину и до сих пор не определились с типом силового агрегата, Вам будет полезно узнать несколько фактов.

Предыстория вопроса

Автолюбители со стажем хорошо помнят, как резко увеличилось количество дизельных авто в середине и в конце 90-х. Разрушился стереотип о том, что работающие на дизеле движки устанавливались только на «промышленную» технику.

Сегодня автопроизводители предлагают нам самые разные дизельные моторы. ГК FAVORIT MOTORS, один из крупнейших дилеров Москвы, занимается продажей и сервисным обслуживанием как бензиновых, так и дизельных автомобилей. Это дает возможность каждому выбрать вариант на свой вкус.

Динамика

Если проанализировать и сравнить заявленные производителем характеристики у бензиновых и дизельных автомобилей, то можно заметить тенденцию: дизель обеспечивает больший крутящий момент, но при этом обычно уступает в максимальной мощности. Это действительно так: за счет особенностей своей работы дизельный мотор не может развивать такую же мощность как бензиновый, зато он обеспечивает максимальный крутящий момент с самых первых секунд работы. При одном и том же объеме у дизеля расход топлива примерно на 20% ниже, чем у своего бензинового аналога. Это позволяет существенно сэкономить на заправке.

Ремонтопригодность и требования к топливу

Практика показывает, что дизельные автомобили обладают большим ресурсом надежности. Они более требовательны к качеству топлива, но это положительным образом сказывается на сроке эксплуатации многих узлов и механизмов ходовой части.

Стоит отметить и недостаток: дизельный мотор имеет более сложное устройство, поэтому его ремонт возможен лишь в условиях специализированного автосервиса. Да и стоимость комплектующих существенно выше.

Опытные «дизелисты» знают еще один важный нюанс эксплуатации — это езда в холодное время года. Если температура на улице опускается ниже –15°С, необходимо использовать зимний тип дизтоплива («летние» типа в морозы густеют и превращаются в желеобразную массу). В некоторых случаях могут появиться сложности с запуском двигателя в сильный мороз.

Может ли тип двигателя повлиять на уровень комфорта?

Дизельные авто немного тяжелее своих бензиновых аналогов, а это влияет на показатели распределения веса. По этой причине дизель является менее маневренным, что может усложнить процесс вождения для новичка.

Существует и еще один нюанс, на который нужно обратить внимание, — это уровень шума. Дизельные моторы обычно более шумные в сравнении с бензиновыми. Если у Вас дорогой автомобиль представительского класса, предусмотренная производителем шумоизоляция сгладит этот недостаток. Но если Вы купили недорогое дизельное авто с рук, да еще с непроверенным техническим состоянием, то лишний шум наверняка будет сопровождать вас каждую поездку.

Что же касается цены, то автомобиль с бензиновым мотором обойдется Вам немного дешевле. Гораздо выгоднее и его техническое обслуживание благодаря сниженной цене на комплектующие и ремонт.

Экологичность

Если еще десять лет назад дизельный автомобиль можно было узнать по черному едкому дыму из выхлопной трубы, то сегодня это уже достаточно редкое явление. Ведущие мировые автопроизводители существенно снизили показатель вредных для атмосферы веществ в выхлопных газах, что сделало дизель намного экологичнее.

Дизель или бензин: плюсы и минусы

Если подытожить все перечисленные особенности, то к достоинствам дизельных автомобилей относится:

Плюсы бензиновых авто:

Как видно, преимущества одного типа двигателей являются недостатками другого. Внимательно все проанализируйте, учтите свои возможности, опыт, особенности, плюсы-минусы и условия эксплуатации. Каждый производитель стремится свести недостатки машины к минимуму, поэтому нельзя говорить, что какой-то из типов автомобилей смотрится выигрышнее. Различия влияют на некоторые технические характеристики, поэтому Вы всегда сможете выбрать тот вариант, который максимально соответствует Вашим возможностям, умениям и ожиданиям.

Источник

Видео

БЕНЗИН ИЛИ ДИЗЕЛЬ? НАГЛЯДНО СРАВНИВАЕМ ДВА ТИПА ДВИГАТЕЛЕЙ.

Бензиновый, или дизельный — что лучше? Сравнение двух типов двигателей.

История дизельного двигателя, почему дизель экономичнее бензинового

Что покупать б/у бензин или дизель? | Плюсы и минусы дизельного и бензинового двигателя

Какой двигатель круче:Бензиновый или Дизельный?

Дизельный или бензиновый двигатели!Какой лучше?!!!

Пеимущество бензинового мотора перед дизелем… Какой мотор лучше выбрать.

Двигатель. Дизель или бензин. Что лучше и надежнее. Почему мой выбор ДИЗЕЛЬ

Общее устройство бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания

ДИЗЕЛЬНЫЙ ИЛИ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ? КАКОЙ НАДЕЖНЕЕ И ЛУЧШЕ?

Кто изобрел первый дизельный двигатель?

Содержание

• — Какая страна первая изобрела дизель?
• — В каком году придумали дизель?
• — Где родился Рудольф Дизель?
• — Какие минусы у дизельного двигателя?
• — Как назывался самый первый телефон?
• — Кто изобрел первый в мире аэроплан?
• — Что изобрёл Рудольф Дизель?
• — Кто придумал самый первый двигатель?
• — Как заводится дизельный двигатель?
• — Когда родился Рудольф Дизель?
• — Откуда слово дизель?
• — Где изобрели дизельный двигатель?
• — Почему у дизельного двигателя выше крутящий момент?
• — Какие преимущества у дизеля?
• — В чем отличие дизельного двигателя от бензинового?

Какая страна первая изобрела дизель?

Rúdolf Chrístian Karl Diésel; 18 марта 1858, Париж — 29 сентября 1913, Ла-Манш) — немецкий инженер и изобретатель, создатель дизельного двигателя (1897).

В каком году придумали дизель?

В этот день, 28 января 1897 году был получен первый в мире дизельный двигатель, который был пригоден для серийного производства. Изобрел его немецкий инженер Рудольф Дизель.

Где родился Рудольф Дизель?

Париж, Франция

Какие минусы у дизельного двигателя?

Минусы дизельных двигателей

низкий уровень морозоустойчивости, поскольку при минусовых температурах дизтопливо густеет; большой вес мотора из-за массивности некоторых деталей; необходимость использования высококачественного топлива, поскольку топливный насос высокого давления весьма чувствителен к составу дизтоплива.

Как назывался самый первый телефон?

Свой аппарат Меуччи назвал Teletrofono. 28 декабря 1871 года он подал заявку в Патентное Бюро США на изобретение телефона.

Кто изобрел первый в мире аэроплан?

Самолёт/Изобретатели

Что изобрёл Рудольф Дизель?

Дизельный двигатель

Кто придумал самый первый двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания

Первый надёжно работавший ДВС сконструировал в 1860 году французский инженер Этьен Ленуар. Двигатель Ленуара работал на газовом топливе. Спустя 16 лет немецкий конструктор Николас Отто создал более совершенный 4-тактный газовый двигатель.

Как заводится дизельный двигатель?

В основе работы дизельного двигателя лежит принцип расширения газов под давлением. Газ образуется при воспламенении и сгорании топлива внутри камеры сгорания (цилиндра). Вращающийся коленвал преобразует тепловую энергию в механическую. Если рабочий цикл совершается за один оборот коленчатого вала т.

Когда родился Рудольф Дизель?

Париж, Франция

Откуда слово дизель?

Происходит от фамилии изобретателя, Рудольфа Дизеля (Diesel).

Где изобрели дизельный двигатель?

124 года назад, 28 января 1897 года, немецкий инженер Рудольф Дизель получил первый пригодный для серийного производства дизельный двигатель. В ходе испытаний он выяснил, что мощность такого двигателя почти вдвое выше, чем у других подобных устройств.

Почему у дизельного двигателя выше крутящий момент?

Знаете ли вы, что дизельные двигатели производят больше крутящего момента, чем обычные бензиновые моторы. … Дизельные моторы используют более высокие коэффициенты сжатия, что приводит к увеличению крутящего момента.

Какие преимущества у дизеля?

Преимущества современного «дизеля»

Дизельные ДВС потребляют примерно на треть меньше горючего, чем бензиновые двигатели. Уверенный разгон при отличной тяге. Большой крутящий момент помогает автомобилю ровно и уверенно разгоняться на любой скорости. Низкий уровень токсичности вредных выбросов.

В чем отличие дизельного двигателя от бензинового?

Разница между бензиновым и дизельным двигателями

Главное различие – в способе воспламенения топлива. И там, и там топливная смесь находится под давлением. В моторах на бензине она загорается от искры свечи зажигания, а дизель загорается от сильного и быстрого сжатия.

Интересные материалы:

Где находится датчик температуры газа?
Где находится дом в котором снимали один дома?
Где находиться Донбас?
Где находится EDGE в Windows 10?
Где находится файл Notepad exe?
Где находится файл ProgramData?
Где находится Федеральный банк в гта 5?
Где находится Flash Player Windows 10?
Где находится фон рабочего стола Windows 10?
Где находится фронтальная камера?

История создания двигателя дизеля — mad wheels

Дизельный двигатель постепенно теряется на фоне современных разработок в мировом автопроме, сдавая позиции перед многочисленными запретами и ограничениями. А ведь именно дизельный двигатель стал настоящим прорывом в автомобильной промышленности, и заслуживает того, дабы мы еще раз вспомнили старого друга, благодаря которому огромные расстояния перестали быть проблемой для человечества.

Для начала напомним, что дизельный двигатель – это уникальный механизм, направленный на получение энергии внутреннего сгорания. Спектр используемого топлива для дизелей очень широк, и включает в себя даже растительные варианты горючего (масла и жир).

Предпосылкой для создания дизельного двигателя стала идея цикла Карно (1824 г.), которая заключалась в процессе теплообмена с максимальным КПД на выходе. Более современный вид эта идея получила в 1890 году, когда знаменитый Рудольф Дизель создал практический образец реализации цикла Карно, а в 1892 году, он уже получил патент на создание данного вида двигателя. Первый действующий образец движка был создан Дизелем в начале 1897 года, а в конце января он уже подвергся испытаниям.

В начале своего пути, дизельный двигатель значительно уступал паровому в плане размеров, и не имел успеха в практическом применении. Первые образцы двигателей работали исключительно на легких нефтепродуктах и маслах. Но были попытки запускать двигатель и на угольном топливе, что повлекло за собой полный провал, из-за проблем с подачей угольной пыли в цилиндры.

В 1898 году, в Петербурге также был сконструирован двигатель, который по своему принципу был полностью схож с дизельным. В России данный тип механизма получил название «Тринклер-мотор», который по своим характеристикам, согласно испытаниям, был гораздо более совершенным, чем немецкий аналог. Преимуществом «Тринклер-мотора» стало использование гидравлики, которая значительно улучшала показатели по сравнению с воздушным компрессором. Плюс, сама конструкция была в разы проще и надежнее немецкой.

В том же 1898 году, Эммануил Нобель выкупил права на производство дизельного двигателя, который был усовершенствован, и работал уже на нефти. А на рубеже веков, гениальный российский инженер Аршаулов, изобрел уникальную систему – топливный насос высокого давления, что также стало прорывом в процессе усовершенствования дизельного двигателя.

В двадцатых годах 20-го века, немецкий ученый Роберт Бош провел еще одно усовершенствование топливного насоса высокого давления, а также создал уникальную конструкцию бескомпрессорной конструкции. С тех пор, дизельные двигатели начали получать массовое распространение, и использоваться в общественном транспорте и железной дороге, а 50-60-е годы, дизельные двигатели массово используются при сборке обычных пассажирских автомобилей.

Существуют два варианта работы дизелей:

Наиболее популярен четырехтактный цикл работы дизельных двигателей: впуск (поступления воздуха в цилиндр), сжатие (в цилиндре сжимается воздух), рабочий ход (процесс сгорания топлива в цилиндре), выпуск (выход отработанных газов из цилиндра). Данный цикл является бесконечным, и постоянно повторяется с механической точностью в процессе работы двигателя.

Двухтактный цикл работы двигателя отличается укороченными процессами, где газообмен осуществляется в продувке, едином процессе работы механизма. Такие двигатели применяются в морских судах и железнодорожном транспорте. Двухтактные двигатели строятся исключительно с неразделенными камерами сгорания.

Мощность КПД современных дизелей составляет 40-45 %, а некоторых образцов – 50%. Несомненным плюсом таких двигателей являются низкие требования к качеству топлива, что позволяет использовать не самые дорогие нефтяные продукты для работы механизма.

При использовании дизелей в автомобилях, такой двигатель дает высокий вращающийся момент, при низких оборотах самого механизма, что делает авто комфортным в движении. Благодаря этому данный тип движка и популярен в промышленных автомобилях, где ценится мощь механизма.

Дизельные двигатели имеют гораздо меньшую вероятность возгорания, благодаря нелетучему топливу, что делает их максимально безопасными при эксплуатации. Именно дизельные двигатели стали залогом для прогресса военной бронированной техники, делая ее максимально безопасной для экипажа.

Недостатков у дизеля также хватает, и заключаются они в топливе, которое имеет свойство застаиваться в зимнее время, и выводит механизм из строя. Плюс ко всему, дизельные двигатели делают слишком много вредных выбросов в атмосферу, что и стало причиной борьбы экологов с данным типом механизма. Само изготовление дизельного двигателя обходится производителям дороже, чем бензинового, что заметно отображается на бюджетных затратах производства.

Эти основные моменты и послужили причиной того, что количество дизельных двигателей в мировом машиностроительстве будет уменьшаться и, с большой долей вероятности, ограничится лишь промышленным автопромом, где дизель является незаменимым агрегатом. Но, именно дизель оставил глубокий след в процессе создания автопромышленности, как таковой, и всегда будет оставаться важнейшим прорывом в мировой автомобильной инженерии.

Дизельный двигатель был изобретен немецким инженером Рудольфом Дизелем в 1892 году. Дизель получил патент на это изобретение и сумел заинтересовать им два ведущих завода Германии. Основная конструкция двигателя Дизеля получила оформление в результате многолетней работы конструкторов Аугсбургского машиностроительного завода и завода Круппа. К 1897 двигатель был изготовлен, испытан и поступил на рынок.

Дизельный двигатель — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе с воспламенением от сжатия. Топливо впрыскивается в цилиндр двигателя в конце сжатия и воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха. Основное преимущество дизеля — его экономичность.

В 1897 патент на постройку нового двигателя был приобретен механическим заводом «Л. Нобель» (впоследствии «Русский Дизель») в Петербурге. В 1898 завод приступил к производству дизелей. В январе 1899 г. первый одноцилиндровый дизельный двигатель мощностью 20 л. с. при двухстах оборотах в минуту работал на сырой нефти с расходом 220 г/л, с. ч.

В 1898 году русским кораблестроителем К. П. Боклевским была выдвинута идея о целесообразности использования двигателей внутреннего сгорания на судах. Именно в эти годы в русском языке появилось новое слово «теплоход».

Весной 1903 года от причала Выборгской стороны в Петербурге отошел первый в мире теплоход — волжский танкер «Вандал» грузоподъемностью 820 тонн. В качестве главных двигателей на нем были установлены три трехцилиндровых четырехтактных дизеля мощностью по 120 л. с. каждый при частоте вращения 240 об/мин. Эти дизели вращали генераторы электрического тока. Три электродвигателя вращали три винта теплохода. Реверс осуществлялся переменой направления тока в обмотках электромоторов.

В 1907-09 гг. заводы «Л. Нобель» и Коломенский совместно построили дизели для восьми амурских мониторов. На каждом мониторе было установлено по четыре дизеля общей мощностью 1000 л. с. при 350 об/мин, что обеспечивало скорость хода 11 узлов, или 20,4 км/ч.

В начало страницы

                                                                                                          Дизельный двигатель, наряду с бензиновым, является одним из двух самых распространенных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Принцип его работы базируется на самовоспламенении воздушно-топливной смеси, которая подается в камеры сжигания под давлением.

Благодаря этому горючее нагревается и самовоспламеняется, что является главным отличием дизельного двигателя от бензинового и выступает основной причиной всех конструктивных и эксплуатационных изменений в силовом агрегате этого типа, а также напрямую влияет на сферу применения и частоту его использования. В статье подробно рассматривается история создания и совершенствования дизельного двигателя, устройство и принцип работы подобного оборудования, а также его основные отличия и преимущества по сравнению с бензиновой силовой установкой.

Первые научные разработки, касающиеся возможности использовать для воспламенения горючего в тепловой машине сжатого до высокого давления топлива, были осуществлены в 20-30-х годах 19-го века. На практике этот принцип был реализован выдающимся немецким изобретателем и инженером Рудольфом Дизелем, который в 1892 году оформил патент на изобретение двигателя оригинальной конструкции, получивший название дизель-мотор в честь его создателя. Через 3 года документ был признан США. В течение нескольких лет Дизель зарегистрировал еще несколько патентов на различные модификации дизельного двигателя.

Первый работающий агрегат был изготовлен в конце 1896 года, а его испытания прошли практически сразу – 28 января следующего года. В качестве горючего первые дизельные двигатели использовали растительные масла и легкие нефтепродукты. Силовая установка практически сразу же стала показывать высокий КПД, будучи еще и очень удобной в эксплуатации. Но в первые годы после изобретения дизельные двигатели применялись, главным образом, в тяжелых паровых машинах.

Существенно расширить сферу практического использования дизельных агрегатов позволили два ключевых усовершенствования. Первое заключалось в применении в качестве топлива керосина, что первым использовал в 1898 году другой великий инженер того времени – родившийся в России швед Рудольф Нобель. Вторым серьезным рационализаторским решением стало изобретение топливного насоса высокого давления (ТНВД), который заменил используемый ранее для сжатия горючего компрессор.

Серьезный вклад в усовершенствования ТНВД внес в 20-е годы 20-го века Роберт Бош. Он изобрел и внедрил модель встроенного насоса и бескомпрессорной форсунки, применение которых привело к существенному уменьшению габаритов дизельного двигателя, что, в свою очередь, позволило устанавливать его сначала на общественный и грузовой транспорт, а во второй половине 30-х годов – впервые использовать на легковых машинах. Дальнейшие улучшения рассматриваемого агрегата, в частности использование специального дизельного топлива, позволили силовой установке на этом типе горючего успешно конкурировать с бензиновыми двигателями, постоянно увеличивая занимаемую долю рынка.

Главное отличие дизельного двигателя от бензинового было упомянуто выше. Оно состоит в отсутствии системы зажигания, что объясняется использованием принципа самовоспламенения топливно-воздушной смеси в результате нагнетания давления и вызванного этим нагрева горючего. Необходимо отметить несколько ключевых следствий разницы между рассматриваемыми типами силовых установок.

Главные положительные для дизельного двигателя моменты состоят в следующем. Во-первых, отсутствие системы зажигания делает конструкцию агрегата заметно проще, повышая надежность и долговечность. Во-вторых, компрессионное воспламенение топлива обеспечивает более полное и эффективное сгорание, в результате чего повышается КПД силовой установки и снижается количество вредных выбросов.

Основным негативным следствием указанного выше отличия между двигателями внутреннего сгорания выступают более существенные требования к прочности и качеству изготовления клапанов и других деталей дизельных агрегатов. Это связано с тем, что они эксплуатируются под серьезной нагрузкой, связанной с повышенным давлением топливно-воздушной смеси.

И дизельный, и бензиновый агрегаты относятся к поршневым двигателям внутреннего сгорания, а потому имеют сходное устройство. Основными конструктивными частями силовой установки на дизельном топливе являются такие:

1. Блок цилиндров. Основа любого двигателя. Используется для размещения всех систем и узлов силового агрегата. Различаются по трем основным параметрам – числу цилиндров, схеме их расположения и способу охлаждения. Как правило, количество цилиндров является четным, максимальное их число составляет 16. Чаще всего встречаются двигатели с 2-я, 4-я, 6-ю или 8-ю цилиндрами.

Важным элементом рассматриваемого узла является так называемая ГБЦ или головка блока цилиндров. Она создает закрытое пространство, в котором происходит непосредственное сжигание топливной смеси.

2. Кривошипно-шатунный механизм. Основное назначение этого узла двигателя – преобразование перемещения поршня внутри гильзы, являющегося возвратно-поступательным, в движение коленвала, которое относится к вращательным. Главной деталью механизма считается коленвал, подвижно соединенный с блоком цилиндров, что обеспечивает вращение вала.

Другая важная деталь – маховик, который крепится к одному из концов коленвала. Его задача – передать крутящий момент к другим узлам транспортного средства. Ко второму концу коленвала крепится шкив и приводная шестерня топливно-распределительной системы.

3. Цилиндропоршневая группа. Включает в себя цилиндры или гильзы, поршни или плунжеры, шатуны и поршневые пальцы. Отвечает за процесс сжигания топлива с последующей передачей образовавшейся энергии для дальнейших преобразований. Камера сжигания представляет собой пространство внутри гильзы, которое с одной стороны ограничивается ГБЦ, а с другой — поршнем. Главное требование к цилиндропоршневой группе дизельного двигателя – герметичность, прочность и долговечность.

4. Топливно-распределительная система. Функциональное назначение – своевременная подача горючего в камеры сгорания и отвод из двигателя продуктов сжигания топливно-воздушной смеси. В дизельном агрегате основу системы составляют два насоса. Первый из них – низкого давления – отвечает за перемещение горючего из бака к двигателю.

Назначение второго – ТНВД – несколько шире и заключается в определении нужного количества и времени впрыска топлива, а также в обеспечении необходимого уровня давления в камере сгорания. Именно топливный насос высокого давления и соединенные с ним форсунки являются ключевыми элементами дизельного двигателя, обеспечивающими его впечатляющие эксплуатационные и технические параметры.

5. Система смазки. Предназначается для уменьшения показателей трения между отдельными узлами и деталями силовой установки. В качестве смазочного материала используются как различные масла, так и, что характерно для отдельных механизмов, непосредственно дизельное топливо. Устройство системы смазки предусматривает наличие масляного насоса, различных емкостей и соединяющих трубопроводов.

6. Система охлаждения. Основное функциональное назначение данного элемента дизельного двигателя очевидно и состоит в поддержании такого уровня температуры, который является оптимальным для работающего агрегата. Для этого используются два метода – принудительный отвод тепла от узлов двигателя и охлаждение их при помощи воздуха или жидкости. В качестве последней обычно используется вода или антифриз.

7. Дополнительные узлы – турбина и интеркулер. Турбонаддув или турбонагнетатель позволяет увеличить давление в камере сгорания, что ведет к росту производительности двигателя. Интеркулер предназначен для дополнительного и более эффективного охлаждения горячего воздушного потока, который создается в процессе эксплуатации дизельного агрегата.

Отдельного упоминания заслуживает еще одна важная часть любого современного дизельного двигателя – электрооборудование и автоматика. Именно различные приборы управления и контроля над работой агрегата позволяют добиться главного преимущества, характерного для подобных силовых установок – высокого КПД.

Дизельные двигатели делятся на двух- и четырехтактные. Первый вариант в сегодняшних условиях используется крайне редко, а потому детально рассматривать его попросту не имеет смысла. Стандартный принцип работы обычного четырехтактного двигателя предполагает, что вполне логично, 4 основных этапа:

1. Впуск. Коленвал поворачивается в диапазоне между 0 и 180 градусами. На этой стадии воздух подается в цилиндр.

2. Сжатие. Положение коленвала изменяется со 180 до 360 градусов. Это обеспечивает движение поршня к так называемой верхней мертвой точке (ВМТ), что приводит к сжатию воздуха в цилиндре в 16-25 раз.

3. Рабочий ход с последующим расширением. Коленвал осуществляет перемещение между 360 и 540 градусами. В камеру сжигания через форсунки впрыскивается топливо, которое при смешивании с воздухом воспламеняется. Это происходит чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ.

4. Выпуск. Коленвал завершает оборот, перемещаясь между 540 и 720 градусами. В результате очередного перемещения поршня в верхнюю часть цилиндра из камеры сгорания удаляются отработанные газы. После этого цикл начинается заново.

Основным параметром, который используется для классификации дизельных двигателей, выступает конструкция камеры сжигания. По этому параметру различают два основных типа рассматриваемых силовых установок, на которых используется

· разделенная камера сгорания. Подача горючего производится в специальную камеру, которая называется вихревой и размещается в головке блока, соединяясь с цилиндром при помощи канала. Наличие такого дополнительного элемента позволяет добиться увеличения уровня нагнетания, что положительно сказывается на способности смеси к самовоспламенению;

· неразделенная камера сгорания. Более простая, а потому надежная конструкция, при использовании которой топливо подается непосредственно в пространство над поршнем, которое и выступает камерой сгорания. Это позволяет заметно снизить расход топлива, что, наряду с надежностью механизма, стало ключевой причиной широко распространения именно такого типа дизельных двигателей.

Особенно популярными дизельные агрегаты с неразделенной камерой сгорания стали после появления ТНВД системы Common Rail. Ее использование позволяет обеспечить оптимальный уровень давления, количества и времени впрыскивания топлива для последующего сжигания. Таким образом, достигаются все основные преимущества двигателей с разделенной камерой сгорания без присущих им недостатков.

Широкое распространение и успешная конкуренция дизельных двигателей с бензиновыми объясняется рядом впечатляющих преимуществ. Главными из них выступают:

· КПД, достигающий 40% на обычных установках и 50% на дизельных двигателях с турбонаддувом. Такие показатели являются попросту недосягаемыми для агрегатов, использующих в качестве топлива бензин;

· мощность. Крутящий момент дизельного двигателя обеспечивается даже на малых оборотах, что гарантирует автомобилю уверенный и быстрый разгон;

· экологичность. Сгорание топлива под высоким давлением приводит к уменьшению количества образующихся в процессе эксплуатации двигателя выхлопных газов. В сегодняшних условиях этому плюсы дизелей придается все большее значение;

· надежность. Как правило, моторесурс дизельного агрегата примерно в полтора-два раза превосходит аналогичный показатель бензинового конкурента. Кроме того, отсутствие системы зажигания позволяет избавиться от многих традиционных проблем двигателей на бензине, например, слабой искры на свечах или их залива.

В числе недостатков, присущих дизельному двигателю, прежде всего, необходимо выделить два. Первый – это несколько более высокая стоимость транспортных средств, оборудованных этим типом силовой установки. Разница в цене обычно варьируется от 10 до 20%.

Второй минус – необходимость существенных эксплуатационных расходов. Это объясняется серьезными требованиями к качеству изготовления и уровню технического обслуживания автомобилей с дизельными двигателями. Однако, обращение в солидную компанию за приобретением, а также последующим обслуживанием, комплектованием и ремонтом сведет к минимуму недостатки агрегата, оставив в полной сохранности его впечатляющие достоинства.

В 1824 году Сади Карно формулирует идею цикла Карно, утверждая, что в максимально экономичной тепловой машине нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо «изменением объёма», то есть быстрым сжатием. В 1890 году Рудольф Дизель предложил свой способ практической реализации этого принципа. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1892 года (в США в 1895 году), в 1893 году выпустил брошюру. Ещё несколько вариантов конструкции были им запатентованы позднее. После нескольких неудач первый практически применимый образец, названный Дизель-мотором, был построен Дизелем к началу 1897 года, и 28 января того же года он был успешно испытан. Дизель активно занялся продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной практическое применение такого двигателя было ограниченным: он был больше и тяжелее паровых машин того времени.

Первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах. Интересно, что первоначально в качестве идеального топлива он предлагал каменноугольную пыль. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; также возникали большие проблемы с подачей пыли в цилиндры. (Рисунок 4)

Инженер Экройд Стюарт ранее высказывал похожие идеи и в 1886 году построил действующий двигатель. Он предложил двигатель, в котором воздух втягивался в цилиндр, сжимался, а затем нагнетался (в конце такта сжатия) в ёмкость, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя ёмкость нагревалась лампой снаружи, и после запуска самостоятельная работа поддерживалась без подвода дополнительного тепла. Экройд Стюарт не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, то есть он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность.

Независимо от Дизеля в 1898 году на Путиловском заводе в Петербурге инженером Густавом Тринклером был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», то есть дизельный двигатель в его современном виде с форкамерой, который назвали «Тринклер-мотором». При сопоставлении двигателей постройки «Дизель-мотора» и «Тринклер-мотора» русская конструкция, появившаяся на полтора года позднее немецкой и испытанная на год позднее, оказалась гораздо более совершенной и перспективной. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным увеличение скорости вращения. «Тринклер-моторы» не имели воздушного компрессора, а подвод тепла в них был более постепенным и растянутым по времени по сравнению с двигателем Дизеля. Российская конструкция оказалась проще, надёжнее и перспективнее немецкой. Однако под давлением Нобелей и других обладателей лицензий Дизеля работы над двигателем в 1902 году были прекращены.

В 1898 г. Эммануил Нобель приобрёл лицензию на двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля. Двигатель приспособили для работы на нефти, а не на керосине. С 1899 г. Механический завод «Людвиг Нобель» в Петербурге развернул массовое производство дизельных двигателей. В 1900 г на Всемирной выставке в Париже дизельный двигатель получил Гран-при, чему способствовало известие, что завод Нобеля в Петербурге наладил выпуск двигателей, работавших на сырой нефти. Этот двигатель получил в Европе название «русский дизель». Выдающийся русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой.

В настоящее время для обозначения ДВС с воспламенением от сжатия используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», так как теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей этого типа. В дальнейшем около 20—30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива с воздушными компрессорами не позволяли применять дизельные двигатели в высокооборотных агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизельных двигателей на автотранспорте.

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время. Он же создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Востребованный в таком виде высокооборотный дизельный двигатель стал пользоваться всё большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу карбюраторных двигателей (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях: с 50-х — 60-х годов XX века дизельный двигатель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.

В дальнейшие годы происходит рост популярности дизельных двигателей для легковых и грузовых автомобилей, не только из-за их экономичности и долговечности, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем.

Дизельные двигатели применяются также на железной дороге. Локомотивы, использующие дизельный двигатель — тепловозы — являются основным видом локомотивов на неэлектрифицированных участках, дополняя электровозы за счёт автономности. Тепловозы перевозят до 40 % грузов и пассажиров в России, они выполняют 98 % маневровой работы. Существуют также одиночные автомотрисы, дрезины и мотовозы, которые повсеместно используются на электрифицированных и неэлектрифицированных участках для обслуживания и ремонта пути и объектов инфраструктуры. Иногда автомотрисы и небольшие дизель-поезда называют рельсовыми автобусами. (Рисунок 5)

В России в 2007 году почти весь грузовой автотранспорт и автобусный парк работал на дизельном двигателе и только незначительная часть грузовиков и средних автобусов на бензиновом двигателе.

..»>ДВС различного действия

Двухтактный ДВС — на первом такте происходит впуск и сжатие горючей смеси, а на втором такте расширение и выпуск отработанных газов.

Четырёхтактный ДВС — на первом такте происходит впуск, на втором сжатие, на третьем расширение, на четвёртом выпуск.

Звёздообразный, или радиальный ДВС — имеет небольшую длину и позволяет компактно размещать большое количество цилиндров.

Ротативный ДВС — двигатель вращается вокруг неподвижного коленчатого вала.

Роторный ДВС — за один оборот двигатель выполняет один рабочий цикл.

Турбореактивный ДВС — в основном используются на самолётах.

Реактивный ДВС — используется в ракетах.

К первым попыткам создать ДВС (если не брать в расчёт артиллерийские орудия) можно отнести проект порохового двигателя в виде цилиндра с поршнем, предложенный Христианом Гюйгенсом и Дени Папеном , в 17 веке.

    В 1801 году, Филипп Лебон — французский инженер и изобретатель газового освещения , зарегистрировал патент на двигатель внутреннего сгорания работающий на смеси газа и воздуха.

К сожалению, не нашёл никаких картинок.

В 1806 году, французский изобретатель Джозеф Ньепс вместе со своим братом Клодом, сконструировали прототип двигателя внутреннего сгорания и назвали его «Pyreolophore» .

Принято считать, что братья Ньепс были авторами первой в мире системы впрыска.

Во Франции, в доме-музее Ньепсов, выставлена реплика «Pyreolophore».

Справа стоит самокат ( дрезина — лат. быстроя нога), который Джозеф Ньепс построил в 1817 году.

В том же 1807 году, швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Рива сконструировал двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием. Топливом для двигателя служил водород, а идею электрического поджига, де Рива позаимствовал у Алессандро Вольта .

Про Алессандро Вольта

Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб»).

A — цилиндр, B — «свеча» зажигания, C — поршень, D — «воздушный» шар с водородом, E — храповик, F — клапан сброса отработанных газов, G — рукоятка для управления клапаном.

Водород хранился в «воздушном» шаре соединённым трубой с цилиндром. Подача топлива и воздуха, а так же поджиг смеси и выброс отработанных газов осуществлялись вручную, с помощью рычагов.

Мало кто из его современников серьезно относился к этому изобретению, а Французская Академия Наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не будет конкурировать по производительности с паровой машиной.

В Парижском «Музее искусств и ремёсел» экспонируется модель автомобиля Франсуа де Рива.

В 1825 году, английский инженер и изобретатель Сэмюэль Браун , создал двигатель работающий на газе (водород).

В 1826 году, Сэмюэль Мори , пионер американского «паростроения», запатентовал двигатель внутреннего сгорания работающий на скипидаре и спирте.

В 1833 году, американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт , зарегистрировал патент на двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.

«Чертеж двигателя весьма функционален, а детали тщательно проработаны. Взрыв смеси действует непосредственно на поршень, который через шатун вращает кривошипный вал. По внешнему виду двигатель напоминает паровую машину высокого давления, в которой газ и воздух подаются с помощью насосов из отдельных резервуаров. Смесь, находящаяся в сферических ёмкостях поджигалась во время подъёма поршня в ВМТ (верхняя мёртвая точка) и толкала его вниз/вверх. В конце такта открывался клапан и выбрасывал выхлопные газы в атмосферу. »

В 1838 году, английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.

Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь сжималась поршнем перед воспламенением.

Национальный музей науки и техники Леонардо да Винчи в Милане.

В 1860 году, бельгийский инженер Жан Жозеф Этьен Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением, представлявший собой переделанную одноцилиндровую горизонтальную паровую машину двойного действия, работавший на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием. Мощность двигателя составляла 12 л/с.

Принцип работы прост: смесь, с помощью одного золотникового устройства, попеременно подавалась в полости цилиндра и поджигалась от «свечи», а через другой золотник выбрасывались отработанные газы.

Золотник

В зависимости от положения золотника, окна (4) и (5) сообщаются с замкнутым пространством (6) окружающим золотник и заполненным паром, или с полостью 7, соединённой с атмосферой или конденсатором.

Это был первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания. К 1865 году более 400 единиц использовались во Франции и около 1000 в Великобритании.

Двигатель Ленуара. «Музей искусств и ремёсел» . Париж.

В 1862 году Ленуар построил первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, адаптировав свой ​​двигатель для работы на жидком топливе.

Даже капот есть

В 1861 году, французский инженер Альфонс Эжен Бо де Роша получил патент на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Проект был реализован только на бумаге.

Картинок я не нашёл.

В 1863 году, Николаус Август Отто и Карл Ойген Ланген сконструировали атмосферный двигатель внутреннего сгорания и основали завод по его производству «N. A. Otto & Cie».

В 1865 году, французкий изобретатель Пьер Хьюго получил патент на машину представлявшую собой вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором для подачи смеси использовались два резиновых насоса, приводимых в действие от коленчатого вала.

Science Museum, London.

В 1870 году, австро-венгерский изобретатель Сэмюэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе и установил его на четырёхколёсную тележку.

Technisches Museum Wien

В 1878 году, шотландский инженер Сэр

Дугалд Клерк разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.

В 1879 году, Карл Бенц , построил вполне надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.

Конструкция сильно напоминает трехколёсный велосипед.

, в котором поршни достигают верхней мертвой точки в одно и то же время, тем самым уравновешивая друг друга.

Музей «Mercedes-Benz» в Штутгарте.

В 1882 году, английский инженер Джеймс Аткинсон придумал цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.

В 1884 году, британский инженер Эдвард Батлер , на лондонской выставке велосипедов » Stanley Cycle Show » продемонстрировал чертежи трёхколёсного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, а в 1885 году построил его и показал на той же выставке, назвав «Velocycle». Так же, Батлер был первым кто использовал слово бензин.

, согласно которому транспортные средства не должны были превышать скорость свыше 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле должны были присутствовать три человека, один из которых должен был идти перед автомобилем с красным флагом

, который продолжил производство двигателя для использования на катерах.

В 1889 году, на Всемирной выставке в Париже, французский инженер Феликс Милле представил и запатентовал 5-цилиндровый ротационный (не роторный) двигатель, встроенный в колесо велосипеда.

Мотоцикл Феликса Милле, 1897 год.

В 1891 году, Герберт Эйкройд Стюарт в сотрудничестве с компанией » Richard Hornsby and Sons » построил двигатель «Hornsby-Akroyd», в котором топливо (керосин) под давлением впрыскивалось в дополнительную камеру (из-за формы её называли «горячий шарик»), установленную на головке блока цилиндров и соединённую с камерой сгорания узким проходом. Топливо воспламенялось от горячих стенок дополнительной камеры и устремлялось в камеру сгорания.

В 1893 году, Рудольф Дизель получил патенты на тепловой двигатель и модифицированный » цикл Карно » под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу».

Позднее, в 1900 году, на » Всемирной выставке «, Рудольф Дизель продемонстрировал двигатель работающий на арахисовом масле ( биодизель ).

В 1903 году, норвежский изобретатель Эгидий Эллинг построил первую газовую турбину, развивавшую мощность в 11 лошадиных сил. Патент на это изобретение он получил ещё в 1884 году.

Возможно кто-то найдёт что-либо об этом человеке в » Норвежском музее техники «.

В 1903 году, Константин Эдуардович Циолковский , в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью « Исследование мировых пространств реактивными приборами », где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем

. В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород.

Наверное на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20-ый век и Двигатели Внутреннего Сгорания стали производиться повсеместно.

Спасибо всем кто прочитал.

Все права защищены © 2016 istarik.ru
Любое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.

Дизельные двигатели

Французский ученый С. Карно в 1824 году создал основы термодинамики. В этой работе он, в числе многого другого, утверждал, что заставить тепловую машину работать наиболее экономично можно, доводя рабочее тело до температуры вспышки топлива сжатием. Фактически он сформулировал принцип, на котором работают дизельные двигатели. Оставалось только взять и сделать такой двигатель. Но этого пришлось ждать еще несколько десятков лет.

В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель получает патент на первый двигатель (показан на рисунке), работающий на сжатии воздуха до температуры вспышки. В 1987 году первый «дизель-мотор» (так немцы называют двигатель с воспламенением от сжатия) заработал и доказал свою эффективность.

По сравнению с «отто-мотором» (бензиновый двигатель со свечами зажигания) новый двигатель был более тяжелым и поначалу не внушал большого энтузиазма. Но только поначалу. Устройство дизельного двигателя первых образцов включало воздушный компрессор для впрыскивания топлива.

Сам Дизель вначале предполагал применить совсем уж экзотический вариант: угольная пыль. Смесь угольной пыли и воздуха, конечно, способна работать в двигателе, но за сколько часов абразивные частицы съедят кольца, поршни, седла и тарелки клапанов, об этом как-то не подумали. Да и саму угольную пыль получить не так просто.

Из-за тяжелого компрессора двигатель оказывалось невозможно применить на наземном транспорте. Но в работе он расходовал так мало горючего и работа его была настолько устойчивой, что отказаться от него было уже невозможно. Расчеты показывали, что от двигателя можно ожидать значительно большую мощность, если решить проблему с подачей топлива.

У инженеров возникла идея заменить компрессор плунжерным насосом. Качать топливо в жидком виде было чрезвычайно выгодно, на это уходит гораздо меньше энергии, а насос можно сделать совсем небольшим. Однако, изготовить плунжерную пару было не так просто. Дело в особой точности изготовления — расстояние между деталями составляет 2-3 микрона.

Все же дизелям нашлась работа. Впервые они были установлены на немецких подводных лодках еще при кайзере Вильгельме. (Возможно, с этим как раз связано темная история исчезновения самого изобретателя, утонувшего в Ла-Манше по дороге в Англию.)

В 1920 году Роберт Бош наконец, получает качественный плунжерный насос. В цилиндры двигателя научились подавать больше топлива. Теперь обороты дизельного двигателя и его удельная мощность, становятся достаточными для установки на автотранспорте. Вместе с насосом Бош разрабатывает и очень удачную форсунку для топлива.

Сгорание топлива в дизельном двигателе

Проще всего понять, как работает дизельный двигатель, если посмотреть на сгорание топлива в нем. В дизелях используется тяжелое топливо. Это означает, что двигатель внутреннего сгорания такого типа может работать на керосине (известном как солярка), мазуте, сырой нефти, и даже на некоторых растительных маслах.

Все эти виды топлива более калорийны, чем бензин. Так что, рабочая температура дизельного двигателя заметно выше, чем у бензинового. Но тяжелые виды топлива горят хуже, чем бензин, медленнее и трудно поджигаются. Для их воспламенения требуется большая степень сжатия, воздушно-топливная смесь должна нагреваться до 700-800°С.

Вязкость любого из дизельных видов топлива, даже в подогретом состоянии, выше бензиновой, а распылять его необходимо до мельчайшего состояния, особенно в быстроходных дизелях. Еще экспериментальный двигатель Дизеля работал при впрыске топлива под давлением не менее 50 бар (атм), а практический двигатель требует 100-200 бар.

Однако, у тяжелых калорийных топлив есть свое преимущество перед бензином. Давление в цилиндре дизеля практически постоянно на всем такте расширения, поэтому крутящий момент у них весьма значителен и стабилен. Благодаря постоянному давлению, угол опережения зажигания также остается постоянным и регулировки не требует. Ресурс дизельного двигателя больше, чем у бензинового. Есть области, где дизель практически незаменим, например в сельскохозяйственном тракторе.

Разновидности дизельных двигателей

Принцип действия дизельного двигателя для всех из них одинаков: сначала производится сжатие свежего заряда рабочего тела (воздуха), затем впрыскивается топливо. От высокой температуры смесь воспламеняется и сгорает, поднимая давление. Под его действием поршень двигается обратно и в нижней точке выпускной клапан цилиндра открывается, выпуская отработанный газ. В основном, это углекислый газ, дизельные двигатели экологически чище бензиновых.

Камеры сгорания дизелей могут выполняться непосредственно в днище поршня — там делается выемка особой формы — или в ряде случаев используют предкамеры (или форкамеры, как это говорят на родине двигателя). Первый вариант — самый экономичный, второй считался оптимальным в прежние годы. Сейчас, когда экономичность, во многих случаях, считается решающей, от предкамерных вариантов снова отказываются.

Рабочий процесс в дизеле может протекать, как и в бензиновом двигателе, в два или четыре такта. Подавляющее большинство дизелей — четырехтактные. Двухтактные проще реверсировать, поэтому они распространены на морских судах, где применяется жесткая связь с гребным валом. Камеры сгорания в двухтактных дизелях не разделяются из-за очевидных проблем с продувкой форкамеры.

Конструкция дизельного двигателя зависит от его мощности и назначения. Наиболее мощные двигатели, применяемые на судах и некоторых электростанциях, имеют крейцкопф — устройство для снижения боковых сил на поршень. Все мощные дизели имеют сложно устроенное дно, потому, что подвергаются высокой температуре.

Часть, обращенная в цилиндр, делается стальной, а остальная часть поршня (юбка) — алюминиевой. Кроме того, в поршне сделаны канавки для системы масляного охлаждения.

Типы дизельных двигателей различаются и по расположению цилиндров. Бывает рядовое, V-образное и даже такое, при котором цилиндры располагаются с разворотом на 180 градусов. Это зависит от тех условий, которые имеются на месте установки двигателя. Например, на современном грузовике или автобусе, скорее всего, будет применен двухрядный дизель, установленный под полом кабины водителя. Как устроен дизельный двигатель, будет зависеть и от наличия наддува.

Турбонаддув дизелей

Мощность дизельного двигателя, без увеличения расхода топлива, можно повысить при помощи турбокомпрессора. Тогда можно использовать еще неплохой кусочек диаграммы цикла Карно. Эксплуатация дизельного двигателя с турбокомпрессором имеет то преимущество, что используя энергию выхлопных газов можно раскрутить турбину, и на том же валу установить другую турбину — компрессор.

Этот компрессор будет нагнетать воздух, поступающий через впускной коллектор, увеличится заряд воздуха в цилиндрах, и, таким образом, мощность двигателя заметно возрастет. (Работу таких двигателей легко узнать по характерному свисту в момент раскручивания турбины.)

Плюсы и минусы дизелей

Преимущества дизельного двигателя — это высокий и постоянный крутящий момент в сочетании с высокой экологичностью выхлопных газов (это относится, правда, только к современным двигателям). Также вне конкуренции их высокий КПД, самый высокий среди ДВС. Известны дизели (MAN) дающие свыше 50%, (что считалось «теоретическим» максимумом). Там использован максимум всех современных достижений. Экономичность достигает до 40%, если провести сравнение с бензиновыми.

Проблемы дизельных двигателей, а без них техники не бывает, заключаются в тяжелом пуске, из-за высокой степени сжатия (до 25 в современных двигателях), на автомобилях приходится ставить мощный стартер и аккумулятор. Большая точность изготовления деталей насосов высокого давления и форсунок затрудняет обслуживание.

Дизели крайне чувствительны к механическим загрязнениям топлива, для очистки которого приходится применять даже центрифугу в составе топливной аппаратуры. При равном объеме в литрах, дизельный двигатель уступает бензиновому по мощности, при равной мощности дизель тяжелее. Дизельный двигатель требует более качественных сплавов для своего изготовления и заметно дороже бензинового.

И все же, сравнивая преимущества и недостатки дизельного двигателя, можно сделать выбор в пользу дизеля. Особенно этому способствует технический прогресс в области электроники и блоков управления двигателями. Система «общая магистраль» (common rail) и электромагнитные форсунки позволяет сильно упростить ТВНД, а блок управления доводит экономию топлива до максимума, поскольку работает на любых переходных режимах и успевает все отследить.

Кто изобрел дизельный двигатель? Дизель!

Дизельный двигатель, наряду с бензиновым, является одним из двух самых распространенных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Принцип его работы базируется на самовоспламенении воздушно-топливной смеси, которая подается в камеры сжигания под давлением.

Благодаря этому горючее нагревается и самовоспламеняется, что является главным отличием дизельного двигателя от бензинового и выступает основной причиной всех конструктивных и эксплуатационных изменений в силовом агрегате этого типа, а также напрямую влияет на сферу применения и частоту его использования. В статье подробно рассматривается история создания и совершенствования дизельного двигателя, устройство и принцип работы подобного оборудования, а также его основные отличия и преимущества по сравнению с бензиновой силовой установкой.

Патент

История изобретения началась — на основании собственных расчетов Дизель написал небольшую брошюру о принципе работы предлагаемого им двигателя и принес в патентное ведомство заявку на свою идею. Через год заявка была удовлетворена.
С патентом и брошюрой в руках Дизель принялся искать предприятие для реализации своих замыслов. Наиболее благоприятные условия предложило предприятие Машиненфабрик Аугсбург-Мюнхен, или сокращенно MAN.

Рудольф Дизель Фото: Источник

Предприятие обязалось нести все расходы по реализации патента, да еще платить Дизелю чрезвычайно высокую зарплату, пока он проводит испытания, — 800 марок в месяц. MAN приобрел права на производство, но без права переуступать другим.

Перечень модификаций 1HD

• 1HD-T — базовая модификация вокруг которой все строилось, двигатель имел 8 клапанную гбц и турбину CT22, давление наддува являлось 0,48 бар, мощность силовой установки составляла 165 лошадиных сил.
• 1HD-FT — силовая установка производство которой началось в середине 90х, получила 16 клапанную гбц, другой распредвал. Также инженеры увеличили давление турбины до 0,62 бар, но к сожалению двигатель пришлось зажать из за экологических норм. Его мощность была равна 170 лошадиных сил.
• 1HD-FTE — последняя в линейке силовая установка получившая электронный ТНВД, улучшенное охлаждение ГБЦ, распредвал с фазой 224/246, турбину CT20B. Мощность силовой установки возросла до внушительных 202 лошадиных сил, а показатели крутящего момента перевалили за 400 Hm. Производство силовой установки было закончено в 2007 году.

Двигатель

Дизель сразу окунулся в работу. Первоначальная идея была такой: в цилиндры впрыскивают угольную пыль, воспламеняющуюся от тепла сжатия. Двигатель должен работать в соответствии с циклом Карно, то есть у него не будет внешнего охлаждения.

Уже при первой попытке Дизель обнаружил, что некоторые из его идей практически невыполнимы. Угольная пыль содержала минеральные частицы, оседавшие на поршневых кольцах и приводящие к катастрофическому абразивному износу цилиндров. Отсутствие внешнего охлаждения приводило к заклиниванию поршня в цилиндре.

Схема двигателя, нарисованная Дизелем Фото: Источник

Дизель — гений, он сразу же обнаружил недостатки разработки и предложил новый циклический процесс, носящий теперь его имя. Не буду утомлять читателя техническими подробностями, скажу лишь, что уже самый первый двигатель внутреннего сгорания, работавший согласно этому процессу, показал удивительные результаты.

Профессор Герлах и его ассистенты из Политеха в Мюнхене измерили эффективный коэффициент полезного действия (КПД) дизельного двигателя и получили поразительный результат: эффективный КПД нового двигателя составил почти 27%, в то время как у парового двигателя он был равен 3−5%, а у бензинового двигателя Отто — 10−12%.

Кроме того, дизельный двигатель работал на более дешевом и труднее воспламеняемом топливе.

Варианты тюнинга 1HD-FTE

Силовой агрегат прекрасно поддается чип тюнингу, что позволяет добавить ему еще 30-40 лошадиных сил, увеличивается давление наддува. Также можно сделать портинг ГБЦ и увеличить степень сжатия путем фрезеровки головки блока цилиндров. Данный тюнинг не повредит двигателю — никак не отразится на ресурсе, только улучшит его мощностные показатели.

Тюнинг двигателя нередко производят энтузиасты — поднимают давление турбины, либо устанавливают турбокиты

Также можно установить уже готовые турбокит Gturbo, который позволит увеличить мощность до 400 л. с, а показатели крутящего момента могут достичь 1000 Hm, стоит понимать, что такой тюнинг плачевно отразится на ресурсе, для грамотной постройки такого мотора придется переработать практически все, начиная от топливной системы и заканчивая ШПГ и ЦПГ.

Зенит

После такого успеха Альфред Нобель приобрел патент на двигатель за 100000 марок. Производители двигателей бросились покупать патент Дизеля. Изобретатель начал буквально купаться в золоте.

Стационарный одноцилиндровый дизельный двигатель, Германия, Аугсбург, 1906 г. Фото: ru.wikipedia.org

Но именно тогда Дизель разминулся с реальностью. Он достиг зенита своих возможностей и уже не мог сделать ничего лучше. Он создал самую экономичную тепловую машину. И через сто, и через миллиард лет никто не сможет превзойти ее эффективность, поскольку, как показывают теоретические расчеты, цикл Дизеля является наиболее экономичным в тепловых двигателях.

Именно этого Дизель не захотел понять. Он решил, что всегда будет превосходить всех, что его патенты никогда не перестанут продаваться. Но патент можно в большей или меньшей степени обойти, и в этом случае все развивается по другому сценарию. Никто не крадет идеи Дизеля, но все их усовершенствуют.

Роберт Бош создает топливный насос, впрыскивающий топливо без использования сжатого воздуха, как это делал Дизель, и процесс невероятно упрощается.

Р. Дизель, К. Буц и профессор М. Шрётер после доклада в Касселе, 1898 г. Фото: Источник

Метрополитен-Виккерс, огромный военно-промышленный комплекс в Великобритании, создает такие улучшения в конструкции двигателя для кораблей, что тот коренным образом отличается от прототипа, продаваемого компанией Дизеля.

Каждое улучшение патентуется и становится гораздо более ценным, чем основная идея, патентная защита которой быстро истекает.

Преимущества и недостатки.

Мощность КПД современных дизелей составляет 40-45 %, а некоторых образцов – 50%. Несомненным плюсом таких двигателей являются низкие требования к качеству топлива, что позволяет использовать не самые дорогие нефтяные продукты для работы механизма.

При использовании дизелей в автомобилях, такой двигатель дает высокий вращающийся момент, при низких оборотах самого механизма, что делает авто комфортным в движении. Благодаря этому данный тип движка и популярен в промышленных автомобилях, где ценится мощь механизма.

Дизельные двигатели имеют гораздо меньшую вероятность возгорания, благодаря нелетучему топливу, что делает их максимально безопасными при эксплуатации. Именно дизельные двигатели стали залогом для прогресса военной бронированной техники, делая ее максимально безопасной для экипажа.

Недостатков у дизеля также хватает, и заключаются они в топливе, которое имеет свойство застаиваться в зимнее время, и выводит механизм из строя. Плюс ко всему, дизельные двигатели делают слишком много вредных выбросов в атмосферу, что и стало причиной борьбы экологов с данным типом механизма. Само изготовление дизельного двигателя обходится производителям дороже, чем бензинового, что заметно отображается на бюджетных затратах производства.

Эти основные моменты и послужили причиной того, что количество дизельных двигателей в мировом машиностроительстве будет уменьшаться и, с большой долей вероятности, ограничится лишь промышленным автопромом, где дизель является незаменимым агрегатом. Но, именно дизель оставил глубокий след в процессе создания автопромышленности, как таковой, и всегда будет оставаться важнейшим прорывом в мировой автомобильной инженерии.

Закат

Рудольф Дизель дал зеленый свет мощным дизельным двигателям, но заработал ненависть как коллег, инженеров-создателей двигателей, так и наиболее влиятельной силы на то время — угольных компаний.

За период 1904—1905 годов цена на нефть выросла в 2,5 раза, а доходность увеличилась более чем в 7 раз. Это напрямую повлияло на множество интересов. Наиболее сильно пострадали немецкие промышленники, владевшие самыми большими запасами угля в то время. Германия потеряла свое превосходство над Англией, и Дизель был объявлен виновником этого.

Промышленники начали подрывную войну против изобретателя: привели его предприятия к банкротству, и он потерял огромную часть своих вложений. Враги пытались уничтожить его и морально, вкладывая огромные средства в пропаганду, утверждая, что он не был отцом своего изобретения, а заимствовал чужие идеи.

Финансово противники его победили, но Дизелю осталось признание в научном мире, опровергшее клевету против него.

Список моделей авто, в которые устанавливался

В основном двигатель 1HD-FTE устанавливался на джипы компании Toyota:

Япония

Toyota Land Cruiser (10.1989 — 12.1994) suv, 9 поколение, J80

Toyota Land Cruiser (04.2005 — 06.2007) 2-й рестайлинг, suv, 10 поколение, J100

Toyota Land Cruiser (08.2002 — 03.2005) рестайлинг, suv, 10 поколение, J100

Toyota Land Cruiser (01.1998 — 07.2002) suv, 10 поколение, J100

Россия

Toyota Land Cruiser (01.1990 — 12.1995) suv, 9 поколение, J80

Toyota Land Cruiser (04.2005 — 12.2007) 2-й рестайлинг, suv, 10 поколение, J100

Toyota Land Cruiser (08.2002 — 03.2005) рестайлинг, suv, 10 поколение, J100

Toyota Land Cruiser (01. 1998 — 07.2002) suv, 10 поколение, J100

Солидаризм

Примерно в то же время Дизель начал заниматься социальными теориями, создал труд «Солидаризм. Естественное экономическое освобождение людей». В нем объясняется возможность возникновения общества, в котором большинство членов будут иметь свой собственный малый бизнес. Такое общество избежит революций, мятежей, беспорядков, жертв и обречено на процветание, думал Дизель.

Рудольф Дизель Фото: wikipedia.org

Эта теория не нашла большой поддержки в бурные годы перед Первой мировой войной и грядущей революцией. На пропаганду своей теории Дизель растратил большую часть денег, полученных в результате изобретения дизельного двигателя.

Технические характеристики

Производство	Toyota Motor Corporation
Марка двигателя	1HD
Годы выпуска	1989-2007
Материал блока цилиндров	чугун
Тип двигателя	дизельный
Конфигурация	рядный
Количество цилиндров	6
Клапанов на цилиндр	2 (1HD-T) 4 (1HD-FTE и 1HD-FT)
Ход поршня, мм	100
Диаметр цилиндра, мм	94
Степень сжатия	18. 6 18.8
Объем двигателя, куб.см	4164
Мощность двигателя, л.с./об.мин	164/3400 164/3600 170/3600 202/3400
Крутящий момент, Нм/об.мин	380/1400 361/1400 380/2500 430/1200-3200
Экологические нормы	Евро-1 Евро-2 Евро-3 Евро-4
Турбокомпрессор	Toyota CT26 Toyota CT20B
Вес двигателя, кг	—
Расход топлива, л/100 км (для Land Cruiser 100) — город — трасса — смешан.	14.1 9.3 11.1
Расход масла, гр./1000 км	до 1000
Масло в двигатель	5W-30 10W-30 15W-40 20W-50
Сколько масла в двигателе, л	9.5 (1HD-T) 9.7 (1HD-FT) 11.4 (1HD-FTE)
Замена масла проводится, км	7000-10000 (лучше 5000)
Рабочая температура двигателя, град.	—
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике	— 500+
Тюнинг, л. с. — потенциал — без потери ресурса	200+ —

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Конец

Таким образом, после нескольких лет изнурительной борьбы Рудольф Дизель зашел в тупик. Надо было выдавать замуж дочь, но денег на приданое не было. 19 сентября 1913 года он сел на корабль, чтобы поехать в Англию, и исчез. Три дня спустя в Северном море в рыболовные сети попал труп, опознанный как Дизель.

Убийство? Вряд ли — нет мотивов. Самоубийство? Может быть. Причин предостаточно: полный финансовый крах, огромные неоплаченные обязательства. Тем не менее смерть Рудольфа Дизеля остается одной из самых больших загадок современного мира. Раскроет ли ее кто-либо, мы можем только гадать.

Может, вы возьметесь?

Теги: инженер, изобретатель, двигатель, изобретения, Рудольф Дизель, история изобретения, двигатель внутреннего сгорания

Rudolf Diesel — изобретатель дизельного двигателя

Дизельный двигатель — New World Encyclopedia

Дизельный двигатель, построенный компанией MAN AG в 1906.

Дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором используется воспламенение от сжатия , в котором топливо воспламеняется, когда оно впрыскивается в воздух в камере сгорания, сжатый до температуры, достаточно высокой, чтобы вызвать воспламенение. Напротив, в бензиновых двигателях используется цикл Отто, в котором топливо и воздух обычно смешиваются перед поступлением в камеру сгорания и воспламеняются от свечи зажигания, что делает воспламенение от сжатия нежелательным (детонация двигателя). Двигатель работает по циклу Дизеля, названному в честь немецкого инженера Рудольфа Дизеля, который изобрел его в 189 г.2, основанный на двигателе с горячей лампой, на который он получил патент 23 февраля 1893 года.

Содержание

• 1 Принцип работы дизельных двигателей
• 2 Хронология ранней истории
• 3 Впрыск топлива в дизельных двигателях
  • 3.1 Системы раннего впрыска топлива
  • 3. 2 Механический и электронный впрыск
  • 3.3 Непрямой впрыск
  • 3.4 Прямой впрыск
    • 3.4.1 Распределительный насос прямого впрыска
    • 3.4.2 Прямой впрыск Common Rail
    • 3.4.3 Агрегат прямого впрыска
    • 3.4.4 Опасность травм при подкожной инъекции
• 4 Типы дизельных двигателей
  • 4.1 Ранние дизельные двигатели
  • 4.2 Современные дизельные двигатели
• 5 Карбюраторные модели двигателей с воспламенением от сжатия
• 6 Преимущества и недостатки по сравнению с двигателями с искровым зажиганием
  • 6.1 Мощность и экономия топлива
  • 6.2 Выбросы
  • 6.3 Мощность и крутящий момент
  • 6.4 Надежность
  • 6.5 Качество и разнообразие топлива
• 7 Дизель в двигателях с искровым зажиганием
• 8 Характеристики топлива и жидкостей
• 9 Применение дизельного топлива
  • 9.1 Нестандартное применение
    • 9. 1.1 Самолет
    • 9.1.2 Автомобильные гонки
    • 9.1.3 Мотоциклы
• 10 Текущие и будущие разработки
• 11 Факты о современных дизелях
• 12 История дизельных автомобилей
• 13 См. также
• 14 Примечания
• 15 Каталожные номера
• 16 Внешние ссылки
• 17 кредитов

Дизель предназначен для работы двигателя на различных видах топлива, включая угольную пыль и арахисовое масло. Он продемонстрировал это на выставке 1900 Exposition Universelle (Всемирная выставка) с использованием арахисового масла.

Патент Рудольфа Дизеля 1893 года на конструкцию двигателя.

Как работают дизельные двигатели

При сжатии любого газа повышается его температура — метод воспламенения топлива в дизельных двигателях. Воздух всасывается в цилиндры и сжимается поршнями со степенью сжатия до 25:1, что намного выше, чем в двигателях с искровым зажиганием. Ближе к концу такта сжатия дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания через форсунку (или распылитель). Топливо воспламеняется от контакта с воздухом, нагретым за счет сжатия до температуры около 700–900 по Цельсию (°C) (1300–1650 по Фаренгейту (°F)). Возникающее в результате сгорание вызывает повышенный нагрев и расширение в цилиндре, что увеличивает давление и перемещает поршень вниз. Шатун передает это движение на коленчатый вал для преобразования линейного движения во вращательное движение для использования в качестве мощности в различных приложениях. Подача воздуха в двигатель обычно регулируется механическими клапанами в головке блока цилиндров. Для увеличения выходной мощности большинство современных дизельных двигателей оснащены турбокомпрессором, а в некоторых производных — нагнетателем для увеличения объема всасываемого воздуха. Использование доохладителя/промежуточного охладителя для охлаждения всасываемого воздуха, который был сжат и, таким образом, нагрет турбонагнетателем, увеличивает плотность воздуха и обычно приводит к повышению мощности и эффективности.

В холодную погоду запуск дизельных двигателей может быть затруднен, поскольку холодный металл блока цилиндров и головки отводит тепло, образующееся в цилиндре во время такта сжатия, что препятствует воспламенению. В некоторых дизельных двигателях используются небольшие электрические нагреватели, называемые свечами накаливания внутри цилиндра, которые помогают воспламенять топливо при запуске. Некоторые даже используют резистивные сетчатые нагреватели во впускном коллекторе для нагрева впускного воздуха до тех пор, пока двигатель не достигнет рабочей температуры. Нагреватели блока цилиндров (электрические резистивные нагреватели в блоке цилиндров), подключенные к коммунальной сети, часто используются, когда двигатель выключен на длительное время (более часа) в холодную погоду, чтобы сократить время запуска и износ двигателя. Дизельное топливо также склонно к «парафинизации» в холодную погоду, что означает затвердевание дизельного топлива до кристаллического состояния. Кристаллы накапливаются в топливе (особенно в топливных фильтрах), что в конечном итоге приводит к нехватке топлива в двигателе. Для решения этой проблемы используются маломощные электронагреватели в топливных баках и вокруг топливопроводов. Кроме того, большинство двигателей имеют систему «проливного возврата», с помощью которой любое избыточное топливо из топливного насоса и форсунок возвращается в топливный бак. После прогрева двигателя возврат теплого топлива предотвращает образование парафина в баке. В последнее время топливная технология улучшилась, так что благодаря специальным присадкам образование парафина больше не происходит во всех климатических условиях, кроме самых холодных.

Важным компонентом всех дизельных двигателей является механический или электронный регулятор, который ограничивает скорость двигателя, контролируя скорость подачи топлива. В отличие от двигателей с циклом Отто, поступающий воздух не дросселируется, и дизельный двигатель без регулятора скорости может легко превысить скорость. Системы впрыска топлива с механическим управлением приводятся в действие зубчатой ​​передачей двигателя. В этих системах используется комбинация пружин и грузов для управления подачей топлива в зависимости от нагрузки и скорости. Современные дизельные двигатели с электронным управлением контролируют подачу топлива и ограничивают максимальное число оборотов в минуту (об/мин) с помощью электронного модуля управления (ECM) или электронного блока управления (ECU). ECM/ECU получает сигнал частоты вращения двигателя от датчика и управляет количеством топлива и моментом начала впрыска с помощью электрических или гидравлических приводов.

Контроль времени начала впрыска топлива в цилиндр является ключом к минимизации выбросов и максимальной экономии топлива (эффективности) двигателя. Время обычно измеряется в единицах угла поворота коленчатого вала поршня до верхней мертвой точки (ВМТ). Например, если ECM/ECU инициирует впрыск топлива, когда поршень находится на 10 градусов перед ВМТ, считается, что начало впрыска или момент времени соответствует 10 градусам до ВМТ. Оптимальное время будет зависеть от конструкции двигателя, а также от его скорости и нагрузки.

Опережение начала впрыска (впрыск до того, как поршень достигнет ВМТ) приводит к более высокому давлению и температуре в цилиндре и более высокому КПД, но также приводит к более высоким выбросам оксидов азота NOx из-за более высоких температур сгорания. С другой стороны, задержка начала впрыска приводит к неполному сгоранию и выделению видимого черного дыма из твердых частиц (PM) и несгоревших углеводородов (HC).

Хронология ранней истории

• 1862: Николаус Отто разрабатывает свой угольный двигатель, похожий на современный бензиновый двигатель.

• 1891: Герберт Акройд Стюарт из Блетчли совершенствует свой масляный двигатель и сдает в аренду Хорнсби из Англии права на производство двигателей. Они строят первые двигатели с холодным пуском и воспламенением от сжатия.

• 1892: Двигатель Hornsby № 101 построен и установлен на гидроузле. Сейчас он находится в музее грузовиков MAN в Северной Англии.

• 1892: Рудольф Дизель разрабатывает свой двигатель типа тепловой машины Карно, который сжигает порошкообразную угольную пыль. Его нанял гений холодильного дела Карл фон Линде, затем мюнхенский производитель чугуна MAN AG, а затем швейцарская компания Sulzer по производству двигателей. Он заимствует у них идеи и оставляет наследство всем фирмам.

• 1892: Джон Фрёлих строит свой первый сельскохозяйственный трактор с масляным двигателем.

• 1894: Витте, Рейд и Фэрбенкс начинают производство масляных двигателей с различными системами зажигания.

• 1896: Хорнсби производит дизельные тягачи и железнодорожные двигатели.

• 1897: Winton производит и управляет первым построенным в США газовым автомобилем; позже он строит дизельные заводы.

• 1897: Миррлис, Уотсон и Ярян построили первый британский дизельный двигатель по лицензии Рудольфа Дизеля. Сейчас он выставлен в Музее науки в Южном Кенсингтоне, Лондон.

• 1898: Буш устанавливает двигатель типа Rudolf Diesel на своей пивоварне в Сент-Луисе. Это первое в Соединенных Штатах. Рудольф Дизель совершенствует свой двигатель с запуском от сжатия, патентует и лицензирует его. Этот двигатель, изображенный выше, находится в немецком музее.

• 1899: Дизель передает лицензию на свой двигатель строителям Burmeister & Wain, Krupp и Sulzer, которые становятся известными строителями.

• 1902: Ф. Рундлоф изобретает двухтактный картерный двигатель с продувкой горячей колбой.

• 1902: Компания Forest City начала производство дизельных генераторов.

• 19:03: Корабль Gjoa пересекает заполненный льдом Северо-Западный проход с помощью керосинового двигателя Dan.

• 1904: Франция построила первую дизельную подводную лодку Z.

• 1908: Bolinder-Munktell начинает производство двухтактных двигателей с горячим термометром.

• 1912: Построен первый дизельный корабль MS Selandia. SS Fram, флагман полярного исследователя Амундсена, переоборудован под дизель AB Atlas.

• 1913: Fairbanks Morse начинает производство полудизельного двигателя модели Y. Подводные лодки ВМС США используют блоки NELSECO.

• 1914: Немецкие подводные лодки оснащены дизелями MAN. Военная служба подтверждает надежность двигателя.

• 1920-е годы: рыболовный флот переходит на масляные двигатели. Появляются дизели Atlas-Imperial of Oakland, Union и Lister.

• 1924: Появление первых дизельных грузовиков.

• 1928: Канадские национальные железные дороги используют на своих складах маневровый дизель.

• 1930-е годы: Клесси Камминс начинает с голландских дизельных двигателей, а затем строит свои собственные грузовики и роскошный автомобиль Duesenberg на гоночной трассе Дейтона.

• 1930-е годы: Caterpillar начинает производство дизельных двигателей для своих тракторов.

• 1933: Citroën представил Rosalie, легковой автомобиль с первым в мире коммерчески доступным дизельным двигателем, разработанным совместно с Гарри Рикардо.

• 1934: General Motors запускает исследовательский центр GM по производству дизельных двигателей. Компания производит дизельные железнодорожные двигатели — Pioneer Zephyr — и основывает General Motors Electro-Motive Division, которая становится важным производителем двигателей для десантных кораблей и танков во время Второй мировой войны. Затем GM применяет эти знания для контроля над рынком с помощью своей знаменитой Green Leakers для автобусов и железнодорожных двигателей.

• 1936: Mercedes-Benz выпускает дизельный автомобиль 260D. ATSF открывает дизельный поезд Super Chief.

• 1936: Дирижабль «Гинденбург» оснащен дизельными двигателями.

Впрыск топлива в дизельных двигателях

Первые системы впрыска топлива

Современный дизельный двигатель представляет собой комбинацию творений двух изобретателей. Во всех основных аспектах он соответствует оригинальной конструкции Diesel, в которой топливо воспламеняется при сжатии при чрезвычайно высоком давлении внутри цилиндра. Однако почти во всех современных дизельных двигателях используется так называемая система впрыска твердого топлива, изобретенная Гербертом Акройдом Стюартом для его двигателя с горячим термометром (двигатель с воспламенением от сжатия, который предшествует дизельному двигателю и работает немного иначе). Твердый впрыск — это когда топливо поднимается до экстремального давления с помощью механических насосов и доставляется в камеру сгорания с помощью форсунок, активируемых давлением, в почти твердой струе. Оригинальный двигатель Дизеля впрыскивал топливо с помощью сжатого воздуха, который распылял топливо и нагнетал его в двигатель через сопло. Это называется инъекцией воздушной струи. Размер газового компрессора, необходимого для питания такой системы, делал ранние дизельные двигатели очень тяжелыми и большими для их выходной мощности, а необходимость привода компрессора еще больше снижала выходную мощность. Ранние морские дизели часто имели вспомогательные двигатели меньшего размера, единственной целью которых было приводить в действие компрессоры для подачи воздуха в инжекторную систему главного двигателя. Такая система была слишком громоздкой и неэффективной для использования в дорожных автомобилях.

Твердотопливные системы впрыска легче, проще и допускают гораздо более высокие обороты, поэтому повсеместно используются в автомобильных дизельных двигателях. Системы воздушного дутья обеспечивают очень эффективное сгорание в условиях низкой скорости и высокой нагрузки, особенно при работе на некачественном топливе, поэтому в некоторых крупных судовых двигателях используется этот метод впрыска. Воздушный впрыск также повышает температуру топлива в процессе впрыска, поэтому его иногда называют впрыском горячего топлива. Напротив, впрыск твердого топлива иногда называют впрыском холодного топлива.

Поскольку подавляющее большинство современных дизельных двигателей используют впрыск твердого топлива, приведенная ниже информация относится к этой системе.

Механический и электронный впрыск

В старых двигателях используется механический топливный насос и узел клапана, который приводится в движение коленчатым валом двигателя, обычно от ремня ГРМ или цепи. В этих двигателях используются простые форсунки, которые в основном представляют собой очень точные подпружиненные клапаны, которые открываются и закрываются при определенном давлении топлива. Узел насоса состоит из насоса, который нагнетает топливо, и дискового клапана, который вращается со скоростью, равной половине частоты вращения коленчатого вала. Клапан имеет одно отверстие для подачи топлива под давлением с одной стороны и по одному отверстию для каждой форсунки с другой. Когда двигатель вращается, тарелки клапанов выстраиваются в линию и подают порцию топлива под давлением к форсунке в цилиндре, который вот-вот войдет в рабочий такт. Клапан форсунки принудительно открывается под давлением топлива, и дизель впрыскивается до тех пор, пока клапан не сместится, и давление топлива в этой форсунке не прекратится. Скорость двигателя контролируется третьим диском, который поворачивается всего на несколько градусов и управляется рычагом дроссельной заслонки. Этот диск изменяет ширину отверстия, через которое проходит топливо, и, следовательно, как долго форсунки остаются открытыми до прекращения подачи топлива, что контролирует количество впрыскиваемого топлива.

В более современном методе используется отдельный топливный насос, который постоянно подает топливо под высоким давлением к каждой форсунке. Затем каждая форсунка имеет соленоид, который управляется электронным блоком управления, что позволяет более точно контролировать время открытия форсунки, которое зависит от других условий управления, таких как частота вращения двигателя и нагрузка, что приводит к повышению производительности двигателя и экономии топлива. Эта конструкция также механически проще, чем комбинированная конструкция насоса и клапана, что делает ее в целом более надежной и менее шумной, чем ее механический аналог.

Как механическая, так и электронная системы впрыска могут использоваться как с прямым, так и с непрямым впрыском.

Непрямой впрыск

Дизельный двигатель с непрямым впрыском подает топливо в камеру вне камеры сгорания, называемую форкамерой, где начинается сгорание, а затем распространяется в основную камеру сгорания, чему способствует турбулентность, создаваемая в камере. Эта система обеспечивает более плавную и тихую работу, а поскольку сгоранию способствует турбулентность, давление в форсунках может быть ниже, что во времена систем механического впрыска позволяло работать на высоких скоростях, подходящих для дорожных транспортных средств (обычно до скорости около 4000 об / мин). При разработке высокооборотного дизеля в 19 в.В 30-х годах различные производители двигателей разработали собственный тип предкамеры сгорания. Некоторые, такие как Mercedes-Benz, имели сложную внутреннюю конструкцию. Другие, такие как камера предварительного сгорания Lanova, использовали механическую систему для регулировки формы камеры в зависимости от условий запуска и работы. Однако наиболее часто используемой конструкцией оказалась серия вихревых камер «Комета», разработанная Гарри Рикардо, в которой использовалась сферическая камера, состоящая из двух частей, с узким «горлом» для создания турбулентности. Большинство европейских производителей высокоскоростных дизельных двигателей использовали камеры типа Comet или разработали свои собственные версии (Mercedes много лет оставался с собственной конструкцией), и эта тенденция продолжается с нынешними двигателями с непрямым впрыском.

Прямой впрыск

В современных дизельных двигателях используется один из следующих методов прямого впрыска:

Распределительный насос с непосредственным впрыском

Первые воплощения дизелей с непосредственным впрыском использовали роторный насос, очень похожий на дизель с непрямым впрыском; однако форсунки были установлены в верхней части камеры сгорания, а не в отдельной камере предварительного сгорания. Примерами являются такие автомобили, как Ford Transit, Austin Rover Maestro и Montego с их двигателем Perkins Prima. Проблема с этими транспортными средствами заключалась в резком шуме, который они издавали, и выбросах твердых частиц (дыма). Это причина того, что в основном этот тип двигателя был ограничен коммерческими автомобилями, за исключением легковых автомобилей Maestro, Montego и Fiat Croma. Расход топлива был примерно на 15–20 процентов ниже, чем у дизелей с непрямым впрыском топлива, чего для некоторых покупателей было достаточно, чтобы компенсировать дополнительный шум.

Непосредственный впрыск Common Rail

В более старых дизельных двигателях ТНВД распределительного типа, регулируемый двигателем, подает порции топлива к форсункам, которые представляют собой просто форсунки, через которые дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя.

В системах Common Rail отсутствует ТНВД-распределитель. Вместо этого насос сверхвысокого давления хранит резервуар с топливом под высоким давлением — до 1800 бар (180 МПа, 26 000 фунтов на кв. Дюйм) — в «общей топливной рампе», по сути, в трубке, которая, в свою очередь, разветвляется на управляемые компьютером клапаны форсунок, каждый из которых из которых содержит прецизионно обработанное сопло и поршень, приводимые в действие соленоидом или даже пьезоэлектрическими приводами (в настоящее время используются, например, Mercedes в их высокомощном 3,0-литровом дизельном топливе V6 с общей топливной рампой).

Большинство европейских автопроизводителей имеют дизельные двигатели Common Rail в своих модельных рядах, даже для коммерческих автомобилей. Некоторые японские производители, такие как Toyota, Nissan и недавно Honda, также разработали дизельные двигатели с системой Common Rail.

Агрегат прямого впрыска

Агрегат прямого впрыска также впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр двигателя. Однако в этой системе форсунка и насос объединены в один блок, расположенный над каждым цилиндром. Таким образом, каждый цилиндр имеет собственный насос, питающий собственную форсунку, что предотвращает колебания давления и обеспечивает более равномерный впрыск. Этот тип системы впрыска, также разработанный Bosch, используется Volkswagen AG в автомобилях (где она называется «Pumpe-Düse System», буквально «система насос-форсунка») и Mercedes Benz (PLD) и большинством крупных компаний. производители дизельных двигателей для больших коммерческих двигателей (CAT, Cummins, Detroit Diesel). Благодаря недавним улучшениям давление насоса было увеличено до 2050 бар (205 МПа), что обеспечивает параметры впрыска, аналогичные системам Common Rail.

Опасность травмы при подкожном впрыскивании

Поскольку многие системы впрыска топлива дизельных двигателей работают при очень высоком давлении, существует риск получения травмы при подкожном впрыскивании топлива, если топливную форсунку снять со своего места и эксплуатировать на открытом воздухе.

Типы дизельных двигателей

Ранние дизельные двигатели

Рудольф Дизель задумал свой двигатель заменить паровой двигатель в качестве основного источника энергии для промышленности. Как такие дизеля в конце 19В 19-м и начале 20-го веков использовалась та же базовая компоновка и форма, что и в промышленных паровых двигателях, с длинными цилиндрами, внешним клапанным механизмом, крестообразными подшипниками и открытым коленчатым валом, соединенным с большим маховиком. Меньшие двигатели будут построены с вертикальными цилиндрами, в то время как большинство промышленных двигателей среднего и большого размера будут построены с горизонтальными цилиндрами, как и паровые двигатели. В обоих случаях двигатели могли быть построены с более чем одним цилиндром. Самые большие ранние дизели напоминали паровой двигатель с поршневым двигателем тройного расширения, имея высоту в десятки футов с вертикальными цилиндрами, расположенными в линию. Эти ранние двигатели работали на очень низких скоростях — отчасти из-за ограничений их инжекторного оборудования с воздушным дутьем, а отчасти из-за того, что они были совместимы с большей частью промышленного оборудования, предназначенного для паровых двигателей — диапазоны скоростей от 100 до 300 об / мин были обычным явлением. Двигатели обычно запускались путем подачи сжатого воздуха в цилиндры для вращения двигателя, хотя двигатели меньшего размера можно было запустить вручную.

В первые десятилетия двадцатого века, когда большие дизельные двигатели впервые устанавливались на корабли, двигатели имели форму, аналогичную распространенным в то время составным паровым двигателям, с поршнем, соединенным с шатуном через крейцкопф. несущий. Следуя практике паровых двигателей, были сконструированы четырехтактные дизельные двигатели двойного действия для увеличения выходной мощности, с сгоранием, происходящим с обеих сторон поршня, с двумя комплектами клапанного механизма и впрыском топлива. Эта система также означала, что направление вращения двигателя можно было изменить на противоположное, изменив синхронизацию форсунок. Это означало, что двигатель можно было соединить напрямую с гребным винтом без коробки передач. Несмотря на то, что дизельный двигатель двойного действия производил большую мощность и был очень эффективным, основная проблема заключалась в обеспечении хорошего уплотнения в месте, где шток поршня проходил через дно нижней камеры сгорания к подшипнику крейцкопфа. К 1930-х годов оказалось, что устанавливать турбокомпрессоры на двигатели проще и надежнее, хотя крейцкопфы по-прежнему используются для уменьшения нагрузки на подшипники коленчатого вала и износа цилиндров в больших длинноходных соборных двигателях.

Современные дизельные двигатели

Существует два класса дизельных и бензиновых двигателей: двухтактные и четырехтактные.
Большинство дизелей обычно используют четырехтактный цикл, а некоторые более крупные дизели работают по двухтактному циклу, в основном огромные двигатели на кораблях. В большинстве современных локомотивов используется двухтактный дизель, соединенный с генератором, который вырабатывает ток для привода электродвигателей, что устраняет необходимость в трансмиссии. Для достижения рабочего давления в цилиндрах двухтактные дизели должны использовать наддув от турбокомпрессора или нагнетателя. Двухтактные дизельные двигатели идеально подходят для таких применений из-за их высокой удельной мощности — с вдвое большим количеством рабочих ходов на один оборот коленчатого вала по сравнению с четырехтактными двигателями они способны производить гораздо большую мощность на рабочий объем.

Обычно ряды цилиндров используются в количестве, кратном двум, хотя может использоваться любое количество цилиндров, если нагрузка на коленчатый вал уравновешена для предотвращения чрезмерной вибрации. Рядный 6-цилиндровый двигатель наиболее распространен в двигателях средней и большой мощности, хотя также распространены V8 и рядный 4-цилиндровый двигатель. Двигатели малой мощности (обычно считаются двигателями объемом менее 5 литров) обычно являются 4- или 6-цилиндровыми, причем 4-цилиндровый тип является наиболее распространенным типом, используемым в автомобилях. Также были произведены 5-цилиндровые дизельные двигатели, представляет собой компромисс между плавностью хода 6-цилиндрового двигателя и компактными размерами 4-цилиндрового двигателя Дизельные двигатели для небольших заводских машин, лодок, тракторов, генераторов и насосов могут быть 4-, 3-, 2-цилиндровыми. , с одноцилиндровым дизельным двигателем, оставшимся для легкой стационарной работы.

Стремление улучшить удельную мощность дизельного двигателя привело к созданию нескольких новых цилиндров, позволяющих извлекать больше мощности из заданной мощности. Двигатель Napier Deltic с тремя цилиндрами, расположенными в форме треугольника, каждый из которых содержит два поршня противоположного действия, а весь двигатель имеет три коленчатых вала, является одним из наиболее известных. Компания Commer van из Соединенного Королевства разработала аналогичную конструкцию для дорожных транспортных средств. Двигатель Commer имел три горизонтальных рядных цилиндра, каждый с двумя поршнями противоположного действия, и двигатель имел два коленчатых вала. Хотя обе эти конструкции преуспели в производстве большей мощности при заданной мощности, они были сложными и дорогими в производстве и эксплуатации, и когда технология турбонагнетателя улучшилась в 1919 г.В 60-х годах это оказалось гораздо более надежным и простым способом извлечения большей мощности.

В качестве примечания: до 1949 года компания Sulzer начала экспериментировать с двухтактными двигателями с давлением наддува до шести атмосфер, в которых вся выходная мощность отводилась от выхлопной турбины. Двухтактные поршни приводили в движение поршни воздушного компрессора, образуя объемный газогенератор. Противоположные поршни были соединены рычагами вместо коленчатых валов. Несколько таких агрегатов можно было бы соединить вместе для подачи энергетического газа на одну большую выходную турбину. Общий тепловой КПД был примерно в два раза выше, чем у простой газовой турбины. (Источник Modern High-Speed ​​Oil Engines Volume II C.W. Chapman, опубликовано The Caxton Publishing Co. Ltd., переиздано в июле 1949 г.)

Модельные двигатели с воспламенением от сжатия с карбюратором

Простые двигатели с воспламенением от сжатия предназначены для модельных двигателей. Это очень похоже на типичный двигатель со свечами накаливания, который работает на смеси метанола (метилового спирта) и смазки (обычно касторового масла) (и иногда нитрометана для улучшения характеристик) с нитью накаливания для обеспечения воспламенения. Вместо свечи накаливания головка имеет регулируемый противостоит поршню над поршнем, образуя верхнюю поверхность камеры сгорания. Этот контрпоршень удерживается регулировочным винтом, управляемым внешним рычагом (или иногда съемным шестигранным ключом). Используемое топливо содержит эфир, который является очень летучим и имеет чрезвычайно низкую температуру воспламенения, в сочетании с керосином и смазкой, а также очень небольшой долей (обычно 2 процента) присадки, улучшающей воспламенение, такой как амилнитрат или предпочтительно изопропилнитрат в настоящее время. Двигатель запускается путем снижения компрессии и настройки обогащения смеси в распылителе с помощью регулируемого игольчатого клапана, постепенно увеличивая компрессию при прокручивании двигателя. Компрессия увеличивается до тех пор, пока двигатель не заработает. Затем смесь можно обеднить и увеличить компрессию. По сравнению с двигателями со свечами накаливания, модельные дизельные двигатели демонстрируют гораздо более высокую топливную экономичность, что увеличивает выносливость в зависимости от количества перевозимого топлива. Они также обладают более высоким крутящим моментом, что позволяет вращать гребной винт большего или большего шага на более низкой скорости. Поскольку сгорание происходит задолго до того, как открывается выпускное отверстие, эти двигатели также значительно тише (без глушителя), чем двигатели со свечами накаливания аналогичного объема. По сравнению с двигателями со свечами накаливания, модельные дизели сложнее дросселировать в широком диапазоне мощностей, что делает их менее подходящими для моделей с радиоуправлением, чем двух- или четырехтактные двигатели со свечами накаливания, хотя эта разница считается менее заметной при использование современных двигателей с портами Шнерле.

Преимущества и недостатки по сравнению с двигателями с искровым зажиганием

Мощность и экономия топлива

Дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые (бензиновые) двигатели той же мощности, что приводит к меньшему расходу топлива. Обычный запас составляет на 40 процентов больше миль на галлон для эффективного турбодизеля. Например, текущая модель _koda Octavia, использующая двигатели Volkswagen Group, имеет комбинированный рейтинг в евро 38 миль на галлон США (6,2 литра на 100 км (л/100 км)) для 102 базовых лошадиных сил (л.с.) (76 киловатт). (кВт)) бензиновый двигатель и 54 мили на галлон (4,4 л/100 км) для дизельного двигателя мощностью 105 л.с. (75 кВт). Однако такое сравнение не учитывает, что дизельное топливо более плотное и содержит примерно на 15 процентов больше энергии. Скорректировав цифры для Octavia, можно обнаружить, что общая энергоэффективность дизельной версии все еще примерно на 20 процентов выше, несмотря на снижение веса дизельного двигателя. При сравнении двигателей относительно малой мощности для веса автомобиля (таких как двигатели мощностью 75 лошадиных сил (л.с.) для Volkswagen Golf) общее преимущество дизельного двигателя в энергоэффективности снижается еще больше, но все же составляет от 10 до 15 процентов.

Хотя более высокая степень сжатия помогает повысить эффективность, дизельные двигатели намного экономичнее бензиновых (бензиновых) двигателей при малой мощности и холостом ходу двигателя. В отличие от бензинового двигателя, у дизеля отсутствует дроссельная заслонка во впускной системе, которая закрывается на холостом ходу. Это создает паразитное сопротивление поступающему воздуху, снижая эффективность бензиновых/бензиновых двигателей на холостом ходу. Из-за более низких тепловых потерь дизельные двигатели имеют меньший риск постепенного перегрева при длительной работе на холостом ходу. Например, во многих приложениях, таких как судостроение, сельское хозяйство и железные дороги, дизели остаются без присмотра в течение многих часов, а иногда и дней. Эти преимущества особенно привлекательны в локомотивах.

Дизельные двигатели без наддува тяжелее бензиновых двигателей той же мощности по двум причинам. Во-первых, требуется дизельный двигатель большего рабочего объема, чтобы производить ту же мощность, что и бензиновый двигатель. По сути, это связано с тем, что дизель должен работать на более низких оборотах двигателя. Дизельное топливо впрыскивается непосредственно перед воспламенением, поэтому у топлива остается мало времени, чтобы найти весь кислород в цилиндре. В бензиновом двигателе воздух и топливо смешиваются на протяжении всего такта сжатия, что обеспечивает полное смешивание даже при более высоких оборотах двигателя. Вторая причина большего веса дизельного двигателя заключается в том, что он должен быть прочнее, чтобы выдерживать более высокие давления сгорания, необходимые для воспламенения, и ударную нагрузку от детонации воспламеняющей смеси. В результате совершающая возвратно-поступательное движение масса (поршень и шатун) и результирующие силы, ускоряющие и замедляющие эти массы, тем больше, чем тяжелее, крупнее и прочнее деталь, и действуют законы убывающей отдачи прочности компонентов. , масса компонента и инерция — все это вступает в игру для создания баланса смещения, оптимальной средней выходной мощности, веса и долговечности.

Тем не менее, именно такое качество сборки позволило некоторым энтузиастам добиться значительного увеличения мощности двигателей с турбонаддувом за счет довольно простых и недорогих модификаций. Бензиновый двигатель аналогичного размера не может обеспечить сравнимое увеличение мощности без значительных изменений, потому что стандартные компоненты не смогут выдерживать более высокие нагрузки, воздействующие на них. Поскольку дизельный двигатель уже создан, чтобы выдерживать более высокие уровни нагрузки, он является идеальным кандидатом для настройки производительности с небольшими затратами. Однако следует отметить, что любая модификация, которая увеличивает количество топлива и воздуха, проходящего через дизельный двигатель, повысит его рабочую температуру, что сократит срок его службы и увеличит требования к интервалу обслуживания. Это проблемы с более новыми, более легкими, высокопроизводительными дизельными двигателями, которые не «перестроены» в степени старых двигателей и вынуждены обеспечивать большую мощность в двигателях меньшего размера.

Добавление турбокомпрессора или нагнетателя к двигателю в значительной степени способствует увеличению экономии топлива и выходной мощности, уменьшая упомянутое выше ограничение скорости впуска топлива и воздуха для данного объема двигателя. Давление наддува у дизелей может быть выше, чем у бензиновых двигателей, а более высокая степень сжатия позволяет дизельному двигателю быть более эффективным, чем сопоставимый двигатель с искровым зажиганием. Хотя теплотворная способность топлива немного ниже (45,3 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм) по сравнению с бензином (45,8 МДж/кг), дизельное топливо намного плотнее, и топливо продается по объему, поэтому дизельное топливо содержит больше энергии на литр или галлон. Повышенная экономия топлива дизельного двигателя по сравнению с бензиновым двигателем означает, что дизель производит меньше углекислого газа (CO2) на единицу расстояния. В последнее время прогресс в производстве и изменения в политическом климате увеличили доступность и осведомленность о биодизеле, альтернативе дизельному топливу, полученному из нефти, с гораздо более низким чистым суммарным выбросом CO2 из-за поглощения CO2 растениями, используемыми для производства. топливо.

Выбросы

Дизельные двигатели производят очень мало угарного газа, поскольку они сжигают топливо в избытке воздуха даже при полной нагрузке, при этом количество впрыскиваемого топлива за цикл все еще составляет около 50 процентов от стехиометрического. Однако они могут выделять черную сажу (или, точнее, твердые частицы дизельного топлива) из своих выхлопных газов, которые состоят из несгоревших углеродных соединений. Это часто вызвано изношенными форсунками, которые недостаточно распыляют топливо, или неисправной системой управления двигателем, которая позволяет впрыскивать больше топлива, чем может быть полностью сожжено за отведенное время.

Предел полной нагрузки дизельного двигателя при нормальной эксплуатации определяется «пределом черного дыма», за пределами которого топливо не может полностью сгорать; поскольку «предел черного дыма» все еще значительно беднее стехиометрического, можно получить больше мощности, превысив его, но в результате неэффективное сгорание означает, что дополнительная мощность достигается за счет снижения эффективности сгорания, высокого расхода топлива и плотных облаков дыма. дым, так что это делается только в специализированных приложениях (таких как буксировка трактора), где эти недостатки не имеют большого значения.

Аналогичным образом, при запуске из холодного состояния эффективность сгорания двигателя снижается, поскольку холодный блок двигателя отбирает тепло из цилиндра в такте сжатия. В результате топливо не сгорает полностью, что приводит к сине-белому дыму и снижению выходной мощности до тех пор, пока двигатель не прогреется. Это особенно касается двигателей с непосредственным впрыском, которые менее термически эффективны. При электронном впрыске время и продолжительность последовательности впрыска можно изменить, чтобы компенсировать это. Старые двигатели с механическим впрыском могут иметь ручное управление для изменения времени или многофазные свечи накаливания с электронным управлением, которые остаются включенными в течение периода времени после запуска, чтобы обеспечить чистое сгорание — свечи автоматически переключаются на более низкую мощность, чтобы предотвратить они выгорают.

Частицы размером, обычно называемым PM10 (частицы размером 10 микрометров или меньше), вызывают проблемы со здоровьем, особенно в городах. Некоторые современные дизельные двигатели оснащены сажевыми фильтрами, которые улавливают черную сажу и при насыщении автоматически регенерируются путем сжигания частиц. Другие проблемы, связанные с выхлопными газами (оксиды азота, оксиды серы), можно уменьшить за счет дополнительных инвестиций и оборудования; некоторые дизельные автомобили теперь имеют каталитические нейтрализаторы в выхлопе.

Мощность и крутящий момент

Для коммерческого использования, требующего буксировки, перевозки грузов и других тяговых задач, дизельные двигатели, как правило, имеют более желательные характеристики крутящего момента. Дизельные двигатели, как правило, имеют довольно низкий пик крутящего момента в своем диапазоне скоростей (обычно между 1600–2000 об/мин для двигателя небольшой мощности и ниже для более крупного двигателя, используемого в грузовике). Это обеспечивает более плавный контроль над большими нагрузками при запуске из состояния покоя и, что особенно важно, позволяет дизельному двигателю работать с более высокими нагрузками на низких скоростях, чем бензиновый / бензиновый двигатель, что делает их намного более экономичными для этих приложений. Эта характеристика не столь желательна в частных автомобилях, поэтому в большинстве современных дизелей, используемых в таких автомобилях, используется электронное управление, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией и более короткий ход поршня для достижения более широкого распределения крутящего момента в диапазоне оборотов двигателя, обычно достигая пика около 2500–3000 об/мин. .

Надежность

Отсутствие системы электрического зажигания значительно повышает надежность. Высокая долговечность дизельного двигателя также обусловлена ​​его перестроением (см. выше), а также циклом сгорания дизеля, который создает менее резкие изменения давления по сравнению с двигателем с искровым зажиганием, преимущество, которое усиливается за счет более низкие скорости вращения в дизелях. Дизельное топливо является лучшей смазкой, чем бензин, поэтому оно менее вредно для масляной пленки на поршневых кольцах и каналах цилиндров; дизельные двигатели обычно проходят 250 000 миль (400 000 км) или более без ремонта.

Качество и разнообразие топлива

В дизельных двигателях топливо испаряется с помощью механической форсунки (вместо струи Вентури в карбюраторе, как в бензиновом двигателе). Это принудительное испарение означает, что можно использовать менее летучие виды топлива. Что еще более важно, поскольку в дизельном двигателе в цилиндр вводится только воздух, степень сжатия может быть намного выше, поскольку отсутствует риск преждевременного зажигания при условии точного времени процесса впрыска. Это означает, что температура цилиндров дизельного двигателя намного выше, чем у бензинового двигателя, что позволяет использовать менее горючее топливо.

Дизельное топливо представляет собой форму легкого жидкого топлива, очень похожего на керосин, но дизельные двигатели, особенно старые или простые конструкции, в которых отсутствуют точные электронные системы впрыска, могут работать на широком спектре других видов топлива. Одной из наиболее распространенных альтернатив является растительное масло из самых разных растений. Некоторые двигатели могут работать на растительном масле без модификаций, а для большинства других требуются довольно простые модификации. Биодизель — это чистое дизельное топливо, очищенное от растительного масла, и его можно использовать почти во всех дизельных двигателях. Единственными ограничениями для топлива, используемого в дизельных двигателях, являются способность топлива течь по топливопроводам и способность топлива надлежащим образом смазывать топливный насос и форсунки.

Дизель в двигателях с искровым зажиганием

Бензиновый двигатель (с искровым зажиганием) иногда может работать как двигатель с воспламенением от сжатия при нештатных обстоятельствах, явление, обычно описываемое как детонация или детонация (во время нормальной работы) или дизель (когда двигатель продолжает работать после отключения электрической системы зажигания). Обычно это вызвано горячими отложениями углерода в камере сгорания, которые действуют так же, как и свеча накаливания 9.0240 в дизельном двигателе или авиационном двигателе. Чрезмерный нагрев также может быть вызван неправильным опережением зажигания и/или соотношением топливо/воздух, что, в свою очередь, приводит к перегреву открытых частей свечи зажигания в камере сгорания. Наконец, двигатели с высокой степенью сжатия, требующие высокооктанового топлива, могут стучать при использовании низкооктанового топлива.

Характеристики топлива и жидкостей

Дизельные двигатели могут работать на различных видах топлива, в зависимости от конфигурации, хотя наиболее распространено одноименное дизельное топливо, полученное из сырой нефти. Дизельное топливо хорошего качества можно синтезировать из растительного масла и спирта. Популярность биодизеля растет, поскольку его часто можно использовать в немодифицированных двигателях, хотя производство остается ограниченным. В последнее время биодизель из кокоса, который может производить очень многообещающий метиловый эфир кокоса (CME), обладает характеристиками, которые улучшают смазывающую способность и сгорание, что дает обычному дизельному двигателю без каких-либо модификаций большую мощность, меньше твердых частиц или черного дыма и более плавную работу двигателя. Филиппины являются пионерами в исследованиях CME на основе кокоса с помощью немецких и американских ученых. Нефтяное дизельное топливо часто называют петродизель , если необходимо отличить источник топлива.

Двигатели могут работать с полным спектром дистиллятов сырой нефти, от компримированного природного газа, спиртов, бензина, до мазута , от дизельного топлива до мазута. Тип используемого топлива представляет собой сочетание эксплуатационных требований и затрат на топливо.

Остаточное топливо представляет собой «отбросы» процесса дистилляции и представляет собой более густую, тяжелую нефть или нефть с более высокой вязкостью, настолько густую, что ее трудно перекачивать, если ее не нагреть. Остаточные мазуты дешевле чистого, очищенного дизельного топлива, хотя и грязнее. Их основные соображения касаются использования на кораблях и очень больших генераторных установках из-за стоимости большого объема потребляемого топлива, часто составляющего многие метрические тонны в час. В эту категорию можно отнести низкоочищенное биотопливо, чистое растительное масло (SVO) и отработанное растительное масло (WVO). Кроме того, использование низкокачественного топлива может привести к серьезным проблемам с техническим обслуживанием. Большинство дизельных двигателей, которыми питаются такие корабли, как супертанкеры, сконструированы таким образом, что двигатель может безопасно использовать топливо низкого качества.

Обычное дизельное топливо воспламеняется труднее, чем бензин, из-за его более высокой температуры воспламенения, но после возгорания дизельное топливо может быть очень сильным.

Применение дизельного двигателя

Использование дизельного двигателя во всем мире в значительной степени зависит от местных условий и конкретного применения. Области применения, требующие надежности дизеля и высокого крутящего момента (такие как тракторы, грузовые автомобили, тяжелая техника, большинство автобусов и т. д.), встречаются практически во всем мире (очевидно, что эти применения также выигрывают от улучшенной топливной экономичности дизеля). Местные условия, такие как цены на топливо, играют большую роль в принятии дизельных двигателей — например, в Европе к концу XIX века большинство тракторов были дизельными.50-х годов, в то время как в Соединенных Штатах дизельное топливо не доминировало на рынке до 1970-х годов. Точно так же около половины всех автомобилей, продаваемых в Европе (где цены на топливо высоки), имеют дизельный двигатель, в то время как частные автомобили в Северной Америке практически не имеют дизельных двигателей из-за гораздо более низкой стоимости топлива и плохой репутации.

Помимо их использования на торговых судах и катерах, дизельное топливо также имеет военно-морское преимущество в относительной безопасности в дополнение к увеличению запаса хода по сравнению с бензиновым двигателем. Немецкие «карманные линкоры» были самыми большими дизельными боевыми кораблями, но немецкие торпедные катера, известные как E-boats (Schnellboot) времен Второй мировой войны тоже были дизельными катерами. Обычные подводные лодки использовали их еще до Первой мировой войны. Преимуществом американских дизель-электрических подводных лодок было то, что они работали по двухтактному циклу, в отличие от четырехтактного, который использовали другие военно-морские силы.

Mercedes-Benz в сотрудничестве с Robert Bosch GmbH с 1936 года успешно выпускает легковые автомобили с дизельным двигателем, которые продаются во многих частях мира, а другие производители присоединились к 1970-х и 1980-х годов. Затем последовали другие производители автомобилей: Borgward в 1952 году, Fiat в 1953 году и Peugeot в 1958 году.

В США дизель не так популярен в легковых автомобилях, как в Европе. Такие автомобили традиционно воспринимались как более тяжелые, более шумные, имеющие эксплуатационные характеристики, из-за которых они медленнее разгоняются, более закопченные, вонючие и более дорогие, чем аналогичные автомобили с бензиновым двигателем. С конца 1970-х до середины 1980-х подразделения General Motors Oldsmobile, Cadillac и Chevrolet производили маломощные и ненадежные дизельные версии своих бензиновых двигателей V8, что является одной из очень веских причин такой репутации. Dodge с его знаменитыми рядными шестицилиндровыми дизельными двигателями Cummins, устанавливаемыми в пикапах (примерно с конца 1980-х годов) действительно возродил спрос на дизельные двигатели в легковых автомобилях среди американских потребителей, но превосходный и широко распространенный американский дизельный легковой автомобиль так и не был реализован. Попытка преобразовать бензиновый двигатель в дизельный двигатель оказалась безрассудной со стороны GM. В 1980-х компания Ford Motor пробовала устанавливать дизельные двигатели на некоторые легковые автомобили, но без особого успеха. Кроме того, до введения дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы 15 частей на миллион, которое началось 15 октября 2006 г. в США (1 июня 2006 г. в Канаде), дизельное топливо, используемое в Северной Америке, по-прежнему имело более высокое содержание серы, чем дизельное топливо, используемое в Северной Америке. топлива, используемого в Европе, фактически ограничивая использование дизельного топлива промышленными транспортными средствами, что еще больше усугубило негативный имидж. Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы не является обязательным до 2010 года в Соединенных Штатах. Это изображение не отражает последние разработки, особенно когда речь идет об очень высоком крутящем моменте современных дизелей на низких оборотах, характеристики которых аналогичны большим бензиновым двигателям V8, популярным в Соединенных Штатах. Легкие и тяжелые грузовики в Соединенных Штатах годами оснащались дизельными двигателями. После внедрения дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы Mercedes-Benz начал продавать легковые автомобили под брендом BlueTec. Кроме того, другие производители, такие как Ford, General Motors, Honda, планировали продавать дизельные автомобили в США в 2008-2009 гг., предназначенный для удовлетворения более жестких требований по выбросам в 2010 году.

В Европе, где налоговые ставки во многих странах делают дизельное топливо намного дешевле бензина, автомобили с дизельным двигателем очень популярны (более половины продаваемых новых автомобилей оснащены дизельными двигателями), а новые конструкции значительно сузили разницу между бензиновыми и дизельными автомобилями в упомянутые области. Часто среди моделей с аналогичным обозначением турбодизели превосходят своих родственных автомобилей с бензиновым двигателем без наддува. В одном анекдоте рассказывается о гонщике Формулы-1 Дженсоне Баттоне, который был арестован за рулем дизельного купе BMW 330cd на скорости 230 километров в час (км/ч) (около 140 миль в час (миль/ч)) во Франции, где он был слишком молод. арендовать для него автомобиль с бензиновым двигателем. Баттон сухо заметил в последующих интервью, что фактически оказал BMW услугу по связям с общественностью, поскольку никто не верил, что дизель может ездить так быстро. Тем не менее, BMW уже выиграла гонку «24 часа Нюрбургринга» в общем зачете за 19 лет.98 с дизелем 3-й серии. Дизельная лаборатория BMW в Штайре, Австрия, возглавляемая Ференцем Аниситсом, занимается разработкой инновационных дизельных двигателей.

Компания Mercedes-Benz, предлагающая легковые автомобили с дизельным двигателем с 1936 года, сделала упор на дизельные автомобили с высокими эксплуатационными характеристиками в своих новых модельных рядах, как и Volkswagen со своими брендами. Citroën продает больше автомобилей с дизельными двигателями, чем с бензиновыми, поскольку французские бренды (также Peugeot) впервые представили бездымные конструкции HDI с фильтрами. Даже итальянская марка Alfa Romeo, известная своим дизайном и успешной историей в гонках, делает упор на дизели, которые также участвуют в гонках.

Несколько мотоциклов были построены с использованием дизельных двигателей, но недостатки веса и стоимости обычно перевешивают повышение эффективности в этом приложении.

В отрасли дизельных двигателей двигатели часто делятся по скорости на три неофициальные группы:

Высокоскоростной

Высокоскоростные (приблизительно 1200 об/мин и более) двигатели используются для питания грузовых автомобилей, автобусов, тракторов, автомобилей, яхт, компрессоров, насосов и небольших электрических генераторов.

Среднескоростной

Большие электрические генераторы часто приводятся в движение среднескоростными двигателями (примерно от 300 до 1200 об/мин), которые оптимизированы для работы на заданной (синхронной) скорости в зависимости от частоты генерации (50 или 60 Гц) и обеспечивают быструю реакцию на изменения нагрузки. . Среднеоборотные двигатели также используются для судовых двигателей и механических приводов, таких как большие компрессоры или насосы. Самые большие среднеоборотные двигатели, производимые сегодня (2007 г.), имеют мощность примерно до 22 400 кВт (30 000 л.с.). Среднеоборотные двигатели, производимые сегодня, в основном четырехтактные, однако некоторые двухтактные двигатели все еще производятся.

Тихоходный

(также известный как «Медленноскоростной») Самые большие дизельные двигатели в основном используются для питания кораблей, хотя наземных электростанций также очень мало. Эти чрезвычайно большие двухтактные двигатели имеют выходную мощность до 80 МВт, работают в диапазоне примерно от 60 до 120 об/мин, имеют высоту до 15 м и вес более 2000 тонн. Обычно они работают на дешевом низкокачественном «тяжелом топливе», также известном как «бункерное» топливо, которое требует нагрева на корабле для заправки и перед впрыском из-за высокой вязкости топлива. Такие крупные низкоскоростные двигатели разрабатывают такие компании, как MAN B&W Diesel (ранее Burmeister & Wain) и Wärtsilä (которая приобрела Sulzer Diesel). Они необычайно узкие и высокие из-за добавления крейцкопфа. Сегодня (2007 г.) 14-цилиндровый Wärtsilä RT-flex 9Двухтактный дизельный двигатель 6C с турбонаддувом, построенный лицензиатом Wärtsilä Doosan в Корее, является самым мощным дизельным двигателем, введенным в эксплуатацию, с диаметром цилиндра 960 мм и мощностью 80,08 МВт (108 920 л.с.). Он был введен в эксплуатацию в сентябре 2006 года на борту крупнейшего в мире контейнеровоза Emma Maersk, принадлежащего группе AP Moller-Maersk.

Необычные применения

Самолеты

Цеппелины Graf Zeppelin II и Hindenburg приводились в движение реверсивные дизели . Направление работы менялось переключением шестерен на распределительном валу. С полной мощности вперед двигатели можно было остановить, переключить и вывести на полную мощность задним ходом менее чем за 60 секунд.

Дизельные двигатели были впервые испытаны на самолетах в 1930-х годах. Ряд производителей построили двигатели, наиболее известными из которых, вероятно, были радиальные двигатели Packard с воздушным охлаждением и Junkers Jumo 205, который был умеренно успешным, но оказался непригодным для боевого применения во время Второй мировой войны. Еще одним интересным послевоенным предложением стал комплекс Napier Nomad. Однако в целом более низкая удельная мощность дизелей, особенно по сравнению с турбовинтовыми двигателями, работающими на керосине, не позволяет использовать их в этом приложении.

Очень высокая стоимость авиационного газа в Европе и достижения в области автомобильных дизельных технологий вызвали новый интерес к этой концепции. Новые сертифицированные легкие самолеты с дизельным двигателем уже доступны, и ряд других компаний также разрабатывают для этой цели новые конструкции двигателей и самолетов. Многие из них работают на легкодоступном реактивном топливе или могут работать как на реактивном топливе, так и на обычном автомобильном дизельном топливе. Чтобы получить высокое соотношение мощности и веса, необходимое для авиадвигателя, эти новые «авиадизели» обычно являются двухтактными, а некоторые, например, британский двигатель «Даир», используют поршни противоположного действия для увеличения мощности.

Автомобильные гонки

Несмотря на то, что вес и меньшая мощность дизельных двигателей, как правило, не позволяют им использоваться в автомобильных гонках, многие дизели участвуют в гонках в классах, где они требуются, в основном в гонках на грузовиках и буксировке тракторов, а также в типы гонок, в которых эти недостатки менее серьезны, например, гонки на рекордную скорость или гонки на выносливость. Существуют даже драгстеры с дизельным двигателем, несмотря на такие недостатки дизеля, как вес и низкие пиковые обороты.

В 1931-го года Клесси Камминс установил свой дизель в гоночный автомобиль, разогнавшись до 162 км/ч в Дайтоне и 138 км/ч в гонке Indianapolis 500, где Дэйв Эванс довел его до тринадцатого места, закончив всю гонку без пит-стопа, полагаясь на крутящий момент и эффективность использования топлива для преодоления веса и низкой пиковой мощности.

В 1933 году Bentley 1925 года выпуска с двигателем Gardner 4LW стал первым автомобилем с дизельным двигателем, принявшим участие в ралли Монте-Карло под управлением лорда Говарда де Клиффорда. Это был лучший британский автомобиль, занявший пятое место в общем зачете.

В 1952 году Фред Агабашян выиграл поул-позицию в гонке Indianapolis 500 на 6,6-литровом дизельном автомобиле Cummins с турбонаддувом, установив рекорд скорости круга с поул-позицией — 222,108 км/ч или 138,010 миль/ч. Хотя Агабашян оказался на восьмом месте до того, как дошел до первого поворота, он поднялся на пятое место за несколько кругов и бежал конкурентоспособно, пока плохо расположенный воздухозаборник автомобиля не проглотил достаточно мусора с трассы, чтобы вывести из строя турбонагнетатель на 71-м круге; он финишировал 27-м.

Поскольку дизельные автомобили с турбонаддувом стали сильнее в 1990-х годах, они также участвовали в гонках кузовных автомобилей, а BMW даже выиграла 24 часа Нюрбургринга в 1998 году с 320d против других заводских дизельных соревнований Volkswagen и около 200 автомобилей с обычным двигателем. . Alfa Romeo даже организовала гоночную серию со своими моделями Alfa Romeo 147 1. 9 JTD.

Участники ралли VW Dakar в 2005 и 2006 годах оснащены собственной линейкой двигателей TDI, чтобы побороться за первую общую победу на дизеле. Между тем, пятикратный победитель гонки «24 часа Ле-Мана» Audi R8 был заменен Audi R10 в 2006 году, который оснащен двигателем V12 TDI с системой Common Rail мощностью 650 л.с. (485 кВт) и крутящим моментом 1100 Н•м (810 фунт-сила-фут). дизельный двигатель, соединенный с 5-ступенчатой ​​коробкой передач вместо 6-ступенчатой, используемой в R8, чтобы справиться с дополнительным крутящим моментом. Коробка передач считается главной проблемой, так как более ранние попытки других потерпели неудачу из-за отсутствия подходящих трансмиссий, которые могли бы достаточно долго выдерживать крутящий момент.

После победы в гонке «12 часов Себринга» в 2006 году на своем дизельном R10 компания Audi также одержала победу в гонке «24 часа Ле-Мана» 2006 года. Это первый раз, когда спортивный автомобиль может соревноваться за общие победы на дизельном топливе с автомобилями, работающими на обычном топливе или на метаноле и биоэтаноле. Однако значение этого немного уменьшается из-за того, что правила гонок ACO / ALMS поощряют использование альтернативных видов топлива, таких как дизельное топливо.

В 2007 году Audi снова одержала победу в Себринге. У нее было преимущество как в скорости, так и в экономии топлива, по сравнению со всеми остальными, включая Porsche RS Spyder, которые представляют собой специально построенные гоночные автомобили с бензиновым двигателем. После победы в Себринге можно с уверенностью сказать, что в этом году дизельные автомобили Audi снова выиграют гонку «24 часа Ле-Мана» 2007 года. Единственным конкурентом является дизельный двигатель Peugeot 9.08 гонщик. Но эта машина не крутила колеса в гонках.

В 2006 году JCB Dieselmax побил рекорд наземной скорости для дизельных автомобилей, разогнавшись до средней скорости более 328 миль в час. В автомобиле использовались «два дизельных двигателя общей мощностью 1500 лошадиных сил (1120 киловатт). Каждый из них представляет собой 4-цилиндровый двигатель объемом 4,4 литра, используемый в коммерческих целях в качестве экскаватора-погрузчика». ^[1]

В 2007 году SEAT — с SEAT León Mk2 на Oschersleben Motorsport Arena в Германии — стал первым производителем, выигравшим этап серии WTCC на дизельном автомобиле, всего через месяц после того, как было объявлено о его участии. Чемпионат мира по кузовным гонкам FIA с Leon TDI. Успех SEAT с León TDI был продолжен и привел к победе в 2009 году.Чемпионские титулы FIA WTCC (как для гонщиков, так и для производителей).

В 2007 году Уэс Андерсон управлял построенным компанией Gale Banks Engineering пикапом Chevrolet S-10 с дизельным двигателем мощностью 1250 л. ^[2]

Мотоциклы

Дизельные двигатели с традиционно низким удельным весом обычно не подходят для использования в мотоциклах, для которых требуется высокая мощность, малый вес и высокая скорость вращения двигателя. Однако в 19В 80-х годах силы НАТО в Европе стандартизировали все свои машины для работы на дизельном топливе. У некоторых был парк мотоциклов, поэтому для них проводились испытания дизельных двигателей. Использовались одноцилиндровые двигатели с воздушным охлаждением, построенные Ломбардини из Италии, и они имели некоторый успех, достигая производительности, аналогичной бензиновым мотоциклам, и расхода топлива почти 200 миль на галлон. Это привело к тому, что некоторые страны переоборудовали свои велосипеды дизельными двигателями.

Разработка Университета Крэнфилда и калифорнийской компании Hayes Diversified Technologies привела к производству дизельного внедорожного мотоцикла на основе ходовой части трейлового мотоцикла Kawasaki KLR650 с бензиновым двигателем для использования в военных целях. Двигатель дизельного мотоцикла представляет собой одноцилиндровый четырехтактный двигатель с жидкостным охлаждением, рабочим объемом 584 см_ и мощностью 21 кВт (28 л.с.) с максимальной скоростью 85 миль в час (136 км/ч). Hayes Diversified Technologies обсуждала, но впоследствии отложила поставку гражданской версии примерно за 19 долларов США.,000. Дорого по сравнению с аналогичными моделями.

В 2005 году Корпус морской пехоты США принял на вооружение M1030M1, мотоцикл для бездорожья, основанный на Kawasaki KLR650 и модифицированный двигателем, предназначенным для работы на дизельном топливе или реактивном топливе JP8. Поскольку другие тактические машины США, такие как внедорожник Humvee и танк M1 Abrams, используют JP8, использование мотоцикла-разведчика, работающего на том же топливе, имело смысл с логистической точки зрения.

В Индии мотоциклы производства Royal Enfield можно купить с одноцилиндровыми дизельными двигателями объемом 650 см_ на базе аналогичных используемых бензиновых двигателей, поскольку дизель намного дешевле бензина и более надежен. Эти двигатели шумные и нерафинированные, но очень популярные благодаря своей надежности и экономичности.

Текущие и будущие разработки

Уже сейчас многие системы Common Rail и насос-форсунки используют новые форсунки, в которых вместо соленоида используются многослойные пьезоэлектрические кристаллы, что обеспечивает более точное управление процессом впрыска.

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией имеют гибкие лопатки, которые перемещаются и пропускают в двигатель больше воздуха в зависимости от нагрузки. Эта технология повышает как производительность, так и экономию топлива. Задержка наддува уменьшается, поскольку компенсируется инерция крыльчатки турбокомпрессора.

Система управления акселерометром (APC) использует акселерометр для обеспечения обратной связи об уровне шума и вибрации двигателя и, таким образом, дает указание ЭБУ впрыскивать минимальное количество топлива, которое обеспечивает тихое сгорание и по-прежнему обеспечивает требуемую мощность (особенно на холостом ходу). )

Ожидается, что в дизельных двигателях с системой Common Rail следующего поколения будет использоваться изменяемая геометрия впрыска, которая позволяет изменять количество впрыскиваемого топлива в более широком диапазоне, а также система изменения фаз газораспределения, аналогичная той, что используется в бензиновых двигателях.

В частности, в Соединенных Штатах ужесточение норм выбросов представляет собой серьезную проблему для производителей дизельных двигателей. Изучаются другие методы достижения еще более эффективного сгорания, такие как HCCI (воспламенение от сжатия гомогенного заряда).

Факты о современных дизельных двигателях

(Источник: Robert Bosch GmbH)

Топливо проходит через форсунки на скорости около 1500 миль в час (2400 км/ч)

Топливо впрыскивается в камеру сгорания менее чем за 1,5 мс — примерно столько времени, сколько вспыхивает камера.

Наименьшее количество впрыскиваемого топлива составляет один кубический миллиметр — примерно такой же объем, как головка булавки. Самый большой объем впрыска на данный момент для автомобильных дизельных двигателей составляет около 70 кубических миллиметров.

Если коленчатый вал шестицилиндрового двигателя вращается со скоростью 4500 об/мин, система впрыска должна контролировать и обеспечивать 225 циклов впрыска в секунду.

Во время демонстрационной поездки автомобиль Volkswagen с 1-литровым дизельным двигателем израсходовал всего 0,89 литра топлива на 100 километров (112,36 км/л, 264 мили на галлон {США}, 317 миль на галлон {имперский/английский язык}) — вероятно, самый экономичный автомобиль в мире. Система впрыска топлива Bosch под высоким давлением была одним из основных факторов чрезвычайно низкого расхода топлива прототипа. Производственными рекордсменами по экономии топлива являются Volkswagen Lupo 3 L TDI и Audi A2 3 L 1.2 TDI со стандартными показателями расхода топлива 3 литра на 100 километров (33,3 км / л, 78 миль на галлон {US}, 9).4 мили на галлон {имперский}). Их системы впрыска дизельного топлива под высоким давлением также поставляются Bosch.

В 2001 году почти 36 процентов новых автомобилей, зарегистрированных в Западной Европе, имели дизельные двигатели. Для сравнения: в 1996 году автомобили с дизельным двигателем составляли лишь 15% новых автомобилей, зарегистрированных в Германии. Австрия лидирует в рейтинге регистраций автомобилей с дизельным двигателем с 66 процентами, за ней следуют Бельгия с 63 процентами и Люксембург с 58 процентами. Германия с 34,6% в 2001 году находилась в середине турнирной таблицы. Швеция отстает, в 2004 году только 8 процентов новых автомобилей имели дизельный двигатель (в Швеции дизельные автомобили облагаются гораздо более высокими налогами, чем эквивалентные бензиновые автомобили).

История дизельных автомобилей

Первыми серийными дизельными автомобилями были Mercedes-Benz 260D и Hanomag Rekord, выпущенные в 1936 году. Citroën Rosalie также выпускался в период с 1935 по 1937 год с очень редким дизельным двигателем (1766 куб.см 11UD). двигатель) только в версии Familiale (универсал или универсал). ^[3]

После нефтяного кризиса 1970-х турбодизели были испытаны (например, на экспериментальных и рекордных автомобилях Mercedes-Benz C111). Первый серийный турбодизельный автомобиль был выпущен в 1919 г.78, 5-цилиндровый 3,0-литровый Mercedes 300 SD мощностью 115 л.с. (86 кВт), доступный только в Северной Америке. В Европе в 1979 году был представлен Peugeot 604 с турбодизелем объемом 2,3 л, а затем и Mercedes 300 TD с турбонаддувом.

Многие энтузиасты Audi утверждают, что Audi 100 TDI был первым дизельным двигателем с турбонаддувом и непосредственным впрыском, проданным в 1989 году, но это неверно, поскольку Fiat Croma TD-i. d. был продан с турбонаддувом и непосредственным впрыском в 1986 году, а два года спустя Austin Rover Montego.

Новаторским в Audi 100, однако, было использование электронного управления двигателем, поскольку у Fiat и Austin был чисто механически управляемый впрыск. Электронное управление непосредственным впрыском существенно повлияло на выбросы, плавность хода и мощность.

Интересно отметить, что крупными игроками на рынке автомобилей с дизельными двигателями являются те же компании, которые первыми разработали различные разработки (Mercedes-Benz, BMW, Peugeot/Citroën, Fiat, Alfa Romeo, Volkswagen Group), за исключением Austin Rover. — хотя предок Остина Ровера, компания The Rover Motor Company, производила дизельные двигатели малой мощности с 1956 года, когда она представила 4-цилиндровый дизельный двигатель объемом 2051 см_ для своего Land Rover 4 _ 4.

В 1998 году, впервые в истории гонок, в легендарной гонке «24 часа Нюрбургринга» абсолютным победителем стал автомобиль с дизельным двигателем: заводская команда BMW 320d, BMW E36, оснащенный современным дизельным двигателем высокого давления. технология впрыска от Robert Bosch GmbH. Низкий расход топлива и большой запас хода, позволяющие участвовать в гонках сразу 4 часа, сделали его победителем, поскольку сопоставимые автомобили с бензиновым двигателем тратили больше времени на дозаправку.

В 2006 году новый Audi R10 TDI LMP1, представленный Joest Racing, стал первым автомобилем с дизельным двигателем, выигравшим «24 часа Ле-Мана». Автомобиль-победитель также улучшил рекорд конфигурации трассы после 1990 года на 1 круг, составив 380. Однако это не дотянуло до рекордного расстояния, установленного в 1971 году, более чем на 200 км.

См. также

• Автомобиль
• Нефть

Примечания

1. ↑ Автомобиль JCB бьет рекорд скорости на дизельном топливе, BBC. Проверено 3 февраля 2009 г..
2. ↑ Национальная ассоциация Hot Rod Diesel Дата обращения 30 декабря 2014 г.
3. ↑ Citroën Traction Avant 7., J. Cats. Проверено 3 февраля 2009 г.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

• Чаллен, Бернард и Родика Баранесеу. Справочник по дизельным двигателям. 2-е изд. Бистин, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн, 1999. ISBN 0750621761
• Демпси, Пол. Как ремонтировать дизельные двигатели. 2-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: TAB Books, 1990. ISBN 0830661670
• Макарчук Андрей. Инженерия дизельных двигателей: термодинамика, динамика, проектирование и машиностроение управления. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2002. ISBN 0824707028

Внешние ссылки

Все ссылки получены 28 июля 2022 г.

• Патент США 608845 (PDF)
• Как работают дизельные двигатели. HowStuffWorks .

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили Википедия статья
в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

• Дизельный двигатель ^{история}

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

• История «Дизельного двигателя»

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Загадочная история Рудольфа Дизеля

История и загадочная смерть Рудольфа Дизеля

Удивительно, что Volkswagen не обвинил Рудольфа Кристиана Дизеля в своих недавних бедах, как будто он не изобрел проклятый дизельный двигатель им не пришлось бы обманывать цифры выбросов. Что не вызывает сомнений, так это то, что этот человек был инженерным гением.

Дизель родился в Париже в 1858 году в семье иммигрантов из Баварии, но когда ему было 12 лет, его родители были вынуждены бежать из Франции из-за франко-прусской войны. Они поселились в Лондоне, но вскоре после того, как Дизеля отправили жить к своим дяде и тете в Аугсбург, относительно небольшой баварский город, наиболее известный как место рождения родителей Моцарта.

Цель этого заключалась в том, чтобы Дизель мог свободно говорить по-немецки во время учебы в Königliche Kreis-Gewerbeschule (Королевский профессионально-технический колледж), где его дядя преподавал математику.

Рудольф Дизель

Отличившись, он выиграл стипендию на обучение в Королевском баварском политехническом институте в Мюнхене. Его отец настоял на том, чтобы он бросил учебу и устроился на работу, однако Дизель бросил ему вызов и, несмотря на то, что заболел брюшным тифом и преодолел его, закончил с высшим отличием. После окончания учебы он вернулся в Париж, чтобы работать с профессором Карлом фон Линде, который обучал его в Мюнхене.

Компания Linde увидела потенциал Дизеля и вскоре повысила его до руководителя отдела исследований и разработок, специализирующегося на холодильных технологиях. Но амбиции Дизеля не ограничивались сохранением холода, и он расширился и начал изучать создание двигателя, используя пары аммиака, однако двигатель, который он построил, взорвался, чуть не убив его и заставив провести месяцы в больнице. Всю оставшуюся жизнь Дизель почти ослеп. Дизель выздоровел и продолжил, не останавливаясь, осуществить свою мечту о создании более эффективного двигателя. Примерно в это же время Карл Бенц только что получил патент на новое изобретение, которое он разработал и назвал «Автомобиль».

Тем временем Дизель, обладавший глубокими познаниями в термодинамике, искал способы максимизировать эффективность использования топлива, осознав, что до 90% энергии, производимой топливом, тратится впустую. Дизель объединился с Maschinenfabrik Augsburg (теперь известной как MAN Diesel) и Friedrich Krupp AG для финансирования своих проектов. После более чем 7 лет возни с различными конструкциями двигателей в 1892 году впервые была достигнута основная работа с его первым успешным патентом на двигатель, работающий на порошкообразном угле. После долгой работы он запатентовал то, что назвал двигателем с воспламенением от сжатия, а затем вернулся в Аугсбург, где провел 4 года, разрабатывая серию все более успешных моделей, кульминацией которых стала его демонстрация в 189 г.7 25-сильного четырехтактного одноцилиндрового двигателя с вертикальным расположением цилиндров.

В конструкции двигателя используются основные принципы термодинамики цикла Карно, которая является основной теорией, объясняющей верхний предел эффективности преобразования тепла в работу с помощью охлаждения. В конструкции, изобретенной Дизелем, используется воспламенение от сжатия, а не свеча зажигания, как в газовом двигателе, и он может работать на биодизельном топливе или топливе на нефтяной основе. Компрессионная конструкция примерно на 30% эффективнее, чем традиционный двигатель, работающий на газе. Это принудительный сжатый воздух, который смешивается в камере сгорания, что приводит к более высоким внутренним температурам. Газы будут расширяться с большей скоростью, оказывая большее давление на поршни, тем самым вращая коленчатый вал с большей скоростью. Двигатель мгновенно стал хитом среди широкой публики, когда он был впервые представлен на 1898 Мюнхенская выставка.

На протяжении всего процесса Дизель считал, что его изобретение станет большим подспорьем для малого бизнеса. Для ремесленников и ремесленников, которые, используя дизельный двигатель, могли бы начать конкурировать с более крупными и сильными компаниями. На самом деле произошло обратное, и это восприняли промышленники – используя его двигатель для питания трубопроводов, гидротехнических сооружений, грузовиков и лодок, а позже, что, по мнению некоторых, привело к его смерти, подводных лодок.

Первый дизельный двигатель, разработанный Рудольфом Дизелем

Двигатель Дизеля и связанные с ним патенты очень быстро сделали его очень богатым, заработав миллионы. Он был женат, родил троих детей, был известен и уважаем. Дизель опередил свое время, предупредив общественность о потенциальном загрязнении воздуха и полагая, что предприятия должны принадлежать их сотрудникам — некоторые скажут — у него было все.

Сентябрьским утром 1913 года Дизель поднялся на борт почтового парохода, направлявшегося в Лондон. Приближалась война, и ВМС Германии уже пытались получить исключительные права на дизельный двигатель для своих подводных лодок. Дизель отказался и ехал в Лондон на ряд встреч. Один из них был с британским флотом. Вечером 29Сентября он пообедал на корабле и около 10 часов вечера удалился в свою каюту, попросив разбудить его в 6:15 утра. Когда раздался этот звонок, ответа не последовало, поэтому член экипажа позволил себе войти в его каюту. Ночная рубашка Дизеля была аккуратно разложена на кровати, часы сняты с запястья и аккуратно помещены. Его шляпа и пальто висели аккуратно. Но Дизеля нигде не было видно.

Через десять дней голландский корабль наткнулся на плавающий в океане труп. Оно находилось в таком состоянии разложения, что однажды извлеченное тело было возвращено в море. Хотя член экипажа порылся в карманах и нашел удостоверение личности, а также футляр для очков и перочинный нож. Эти предметы позже были идентифицированы сыном Дизеля, Ойгеном, как принадлежащие его отцу.

Прежде чем отправиться в путь, Дизель оставил жене сумку с указанием не открывать ее в течение одной недели. Когда она это сделала, она нашла эквивалент того, что сегодня стоило бы 1,2 миллиона долларов, а также финансовую документацию, которая предполагала, что Дизель был близок к банкротству, что довольно невероятно, учитывая богатство, которое он накопил. Кроме того, на корабле Дизель оставил свой дневник. Дата его исчезновения была отмечена на странице крестиком, который некоторые считают знаком смерти.

До сих пор никто не знает, что произошло на самом деле. Был ли он убит немцами, конкурентом, или он, зная о своем финансовом положении, покончил с собой. Мы никогда не узнаем. Что мы действительно знаем, так это то, что он был ответственен за изобретение двигателя, который войдет в историю как один из величайших двигателей, когда-либо созданных. Тот, который, по его словам, мог работать на растительном масле, к которому не относились серьезно до более чем ста лет спустя.

Метки для этой статьи

Цикл Карно, Дизель, История дизеля, дизельная технология, модернизация, Рудольф Дизель

Категории товаров

Автомобильные статьи,Статьи о дизельных двигателях,Новости о дизельных двигателях,История дизельных двигателей,Воздействие дизельных двигателей на окружающую среду,

Рудольф Кристиан Карл Дизель — биография, факты и фотографии достаточно иметь представление о том, что этот ученый внес в современное общество. Рудольф Кристиан Карл Дизель внес большой вклад в области машиностроения, в частности, в современные методы приведения в действие транспортных средств. Он наиболее известен тем, что изобрел дизельный двигатель с его 1893 патента на «новую рациональную тепловую машину».

Рекламные объявления

История ранней жизни и семьи

Родившийся 18 марта 1858 года в Париже, Франция, Рудольф Дизель был сыном Теодора Дизеля, переплетчика, и Элизы Штробель, кожевенницы. Оба его родителя были баварскими немцами, родом из Аугсбурга. Регулярные визиты в Национальную консерваторию искусств и ремесел в Париже пробудили его интерес к технике. Когда в 1870 году разразилась франко-прусская война, семья Дизель была изгнана из Франции и переехала в Лондон. Однако молодого Рудольфа Дизеля вернули в Аугсбург, чтобы он остался у родственников, чтобы продолжить свое образование.

Дизель получил стипендию в Королевском баварском политехническом институте в Мюнхене в 1875 году, где изучал термодинамику у профессора Карла Пауля Готфрида фон Линде. Несмотря на то, что он не смог получить высшее образование в своем классе 1879 года, потому что он был болен брюшным тифом, он мудро использовал свое время, приобретая практический опыт в области машиностроения на машинном заводе братьев Зульцер в Винтертуре, Швейцария. В следующем году Рудольф Дизель блестяще закончил учебу и переехал в Париж, чтобы работать со своим бывшим профессором Карлом Паулем Готфридом фон Линде в его бизнесе по производству холодильного оборудования и льдогенераторов Linde Refrigeration Machinery.

Карьера

Итак, в 1880 году компания Diesel помогала Linde в проектировании и строительстве современной холодильной и льдогенераторной установки. Через год Дизель стал директором завода. В 1883 году Дизель женился на Марте Флаше, и у них родились два сына Рудольф-младший и Ойген, а также дочь Хедди.

В 1885 году он построил работающий двигатель на аммиаке, чтобы попытаться повысить эффективность использования топлива, но он не оправдал его ожиданий, поэтому он начал рассматривать другие варианты.

В 1890 Дизель переехал в Берлин и возглавил инженерный офис Linde. Он также присоединился к нескольким другим корпоративным советам

Дизель заинтересовался теоретическими работами Николаса Карно, французского физика, который разрабатывал принципы современного двигателя внутреннего сгорания. Дизель считал, что можно построить двигатель в четыре раза более эффективный; заметив, что до 90 процентов энергии в паровой машине тратится впустую.

Это вдохновение привело его идеи в действие, и он начал работать над своим проектом по разработке эффективного двигателя. В 1892 он получил патент на двигатель, работающий на самом дешевом на тот момент топливе — угольной пыли. В то время, когда он работал над конструкцией своего двигателя, его проект финансировался Maschinenfabrik Augsburg, теперь известным как MAN Diesel, и Friedrich Krupp AG, теперь известным как ThyssenKrupp.

Дизельный двигатель

27 февраля 1892 г. Дизель подал в Берлине патент на «новую рациональную тепловую машину», а в следующем году, 23 февраля 1893 г., он получил патент на «Метод работы и конструкцию для сжигания топлива». Двигатели». Чтобы подогреть интерес к своему новому изобретению, он опубликовал описание своего нового двигателя под названием «Theorie und Konstruktion eines rationellen Wäremotors» («Теория и конструкция рационального теплового двигателя») в 189 г. 3.

Дизель начал испытания прототипа своего двигателя, одиночного 10-футового железного цилиндра с маховиком в его основании, 10 августа 1893 года. Испытания прошли успешно, но двигатель не был коммерчески жизнеспособным. Он нашел обходные пути и улучшения для проблем, включая замену топлива с угольной пыли на очищенное минеральное масло, а затем на тяжелую нефть. Затем в 1897 году он смог успешно представить первый 4-тактный одноцилиндровый компрессорный двигатель мощностью 25 лошадиных сил с КПД 26,2%. Этот двигатель стал широко известен после того, как его показали в 189-м8 Мюнхенская выставка.

Двигатель Дизель спроектирован как двигатель с механизмом воспламенения от сжатия. Это работает за счет воспламенения топлива при высокой температуре (приблизительно 530 ^o C), достигаемой за счет сжатия воздуха до высокого давления перед впрыском топлива в цилиндр. Топливо, используемое для питания двигателя, может быть получено из биологического сырья или на основе нефти. Этот механизм не требует сложных систем искрового зажигания, и эта особенность выделяет дизельный двигатель и делает его более экономичным. По словам самого Дизеля,

«Более высокая степень сжатия дизельного топлива приводит к его большей эффективности использования топлива. Поскольку воздух сжат, температура сгорания выше, а газы расширяются после сгорания, оказывая большее давление на поршень и коленчатый вал».

Первый коммерческий двигатель был построен в Сент-Луисе, штат Миссисипи, для пивовара Адольфуса Буша, и позже Буш приобрел лицензии США и Канады на производство и продажу.

Его изобретение было адаптировано и усовершенствовано, и его технология сегодня используется для судовых двигателей, автомобилей, генераторов электроэнергии, заводов, поездов, оборудования для бурения нефтяных скважин и горнодобывающих машин.

Смерть и исчезновение

29 сентября 1913 года в возрасте 55 лет Дизель сел на пароход «Дрезден», чтобы пересечь Ла-Манш. По пути в Лондон на собрание Consolidated Diesel Manufacturing он исчез. Известно, что он зашел в свою каюту около 22:00 после ужина и попросил позвать его на следующее утро около 6:00. Во время утреннего звонка его каюта оказалась пустой, а его кровать не спала; его больше никогда не видели живым.

Через десять дней после его исчезновения команда голландского катера «Кертсен» наткнулась в Северном море на разлагающееся тело мужчины. Личные вещи, такие как его футляр для таблеток, перочинный нож, удостоверение личности. карточка, и футляр для очков был взят, чтобы помочь идентифицировать его. Ойген, младший из сыновей Рудольфа Дизеля, идентифицировал эти личные вещи как принадлежащие его отцу.

Объявления

T

Кто изобрел дизельный двигатель? Изобретения и изобретатели для детей***

История биодизельного топлива — Pacific Biodiesel

Перейти к содержимому

История биодизельного топливаbio_admin2020-01-11T22:10:19-10:00

ИСТОРИЯ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Дизельный двигатель, разработанный в 1890-х годах изобретателем Рудольфом Дизелем, стал предпочтительным двигателем во всем мире благодаря своей мощности, надежности и высокой топливной экономичности. Первыми экспериментаторами с топливом на растительном масле были французское правительство и сам доктор Дизель, которые предполагали, что чистые растительные масла могут приводить в действие ранние дизельные двигатели для сельского хозяйства в отдаленных районах мира, где в то время не было нефти. Современное биодизельное топливо, которое производится путем преобразования растительных масел в соединения, называемые метиловыми эфирами жирных кислот, появилось в результате исследований, проведенных в 19 в.30-х годов в Бельгии, но современная биодизельная промышленность не была создана в Европе до конца 1980-х годов.

Дизельный двигатель был разработан из-за желания улучшить неэффективные, громоздкие и иногда опасные паровые двигатели конца 1800-х годов. Дизельный двигатель работает по принципу воспламенения от сжатия, при котором топливо впрыскивается в цилиндр двигателя после того, как воздух сжат до высокого давления и температуры. Когда топливо поступает в цилиндр, оно самовоспламеняется и быстро сгорает, заставляя поршень опускаться и преобразовывая химическую энергию топлива в механическую энергию. Доктор Рудольф Дизель, в честь которого назван двигатель, владеет первым патентом на двигатель с воспламенением от сжатия, выданным в 189 г.3. Дизель стал известен во всем мире своим инновационным двигателем, который мог использовать различные виды топлива.

Early Work

Ранние дизельные двигатели имели сложные системы впрыска и были разработаны для работы на различных видах топлива, от керосина до угольной пыли. Это был лишь вопрос времени, когда кто-нибудь поймет, что из-за высокого содержания энергии растительные масла могут стать отличным топливом. Первая публичная демонстрация дизельного топлива на основе растительного масла состоялась на Всемирной выставке 1900 года, когда французское правительство поручило компании Otto построить дизельный двигатель, работающий на арахисовом масле. Французское правительство интересовалось растительными маслами как внутренним топливом для своих африканских колоний. Позже Рудольф Дизель проделал обширную работу над топливом на растительном масле и стал ведущим сторонником такой концепции, полагая, что фермеры могут извлечь выгоду из собственного топлива. Однако потребовалось почти столетие, прежде чем такая идея стала широко распространенной реальностью. Вскоре после смерти доктора Дизеля в 1913 нефть стала широко доступна в различных формах, включая класс топлива, известный нам сегодня как «дизельное топливо». Поскольку нефть была доступной и дешевой, конструкция дизельного двигателя была изменена, чтобы соответствовать свойствам нефтяного дизельного топлива. Результатом стал двигатель, который был экономичным и очень мощным. В течение следующих 80 лет дизельные двигатели станут отраслевым стандартом, где требуются мощность, экономичность и надежность.

Современный двигатель, современное топливо

Из-за широкой доступности и низкой стоимости нефтяного дизельного топлива топливу на основе растительного масла уделялось мало внимания, за исключением периодов высоких цен на нефть и дефицита. Вторая мировая война и нефтяной кризис 1970-х годов вызвали недолгий интерес к использованию растительных масел в качестве топлива для дизельных двигателей. К сожалению, новые конструкции дизельных двигателей не могут работать на традиционных растительных маслах из-за гораздо более высокой вязкости растительного масла по сравнению с нефтяным дизельным топливом. Требовался способ снизить вязкость растительных масел до такой степени, чтобы их можно было правильно сжигать в дизельном двигателе. Для выполнения этой задачи было предложено множество методов, включая пиролиз, смешивание с растворителями и даже эмульгирование топлива с водой или спиртами, но ни один из них не дал подходящего решения. Это был бельгийский изобретатель в 1937, который первым предложил использовать переэтерификацию для превращения растительных масел в алкиловые эфиры жирных кислот и использовать их в качестве заменителя дизельного топлива. В процессе переэтерификации растительное масло преобразуется в три молекулы меньшего размера, которые гораздо менее вязкие и легко сгорают в дизельном двигателе. Реакция переэтерификации лежит в основе производства современного биодизельного топлива, которое является торговым названием метиловых эфиров жирных кислот. В начале 1980-х годов опасения по поводу окружающей среды, энергетической безопасности и перепроизводства в сельском хозяйстве снова выдвинули на передний план использование растительных масел, на этот раз с переэтерификацией в качестве предпочтительного метода производства таких заменителей топлива.

Биодизель идет по всему миру

Новаторская работа в Европе и Южной Африке таких исследователей, как Мартин Миттельбах, способствовала развитию индустрии биодизельного топлива в начале 1990-х годов, при этом промышленность США развивалась медленнее из-за более низких цен на дизельное топливо. . Компания Pacific Biodiesel стала одним из первых заводов по производству биодизеля в Соединенных Штатах в 1996 году, открыв предприятие по производству биодизеля для переработки отработанного растительного масла в биодизель на острове Мауи на Гавайях. Биодизельная промышленность стала нарицательной в США после террористических атак 9/11/2001 привело к исторически высоким ценам на нефть и повышению осведомленности об энергетической безопасности. По состоянию на 2005 год мировое производство биодизеля достигло 1,1 миллиарда галлонов, при этом большая часть топлива производится в Европейском союзе, хотя проекты по производству биодизеля во всем мире растут из-за роста цен на сырую нефть и опасений по поводу глобального потепления.

Будущее биодизельного топлива

Благодаря чистоте выбросов, простоте использования и многим другим преимуществам биодизель быстро становится одним из самых быстрорастущих альтернативных видов топлива в мире. При минимальных субсидиях биодизельное топливо конкурентоспособно по стоимости с нефтяным дизельным топливом, и миллионы пользователей оценили преимущества этого топлива. Будущее биодизеля заключается в способности мира производить возобновляемое сырье, такое как растительные масла и жиры, чтобы поддерживать стоимость биодизеля конкурентоспособной по сравнению с нефтью, не вытесняя земли, необходимые для производства продуктов питания, и не разрушая при этом естественные экосистемы.