0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В каком году дизель изобрел двигатель

Краткая история развития ДВС

Роль и применение ДВС в строительстве

Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя.

Рис 1. Общий вид дизельного ДВС

Двигатели внутреннего сгорания, особенно дизельные, нашли самое широкое применение в качестве силового оборудования на разнообразных строительных и дорожных машинах, требующих независимости от внешних источников энергии. Это, в первую очередь, транспортные (автомобили общего и специального назначения, седельные тягачи, тракторы), погрузочно-разгрузочные машины ( вилочные и ковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики), стреловые самоходные краны, машины для земляных работ и т.д. На строительных и дорожных машинах применяются двигатели мощностью от 2 до 900 кВт.

Особенностью их эксплуатации является то, что эти машины длительное время эксплуатируются на режимах близких к номинальным, при значитель-

ном и непрерывном изменении внешней нагрузки, повышенной запыленнос-ти воздуха, в существенно различных климатических условиях и нередко без гаражного хранения.

Рис 2. Габаритные размеры различных типов двигателей: а – мотоцикла;

б – легкового автомобиля; в – грузового автомобиля средней грузоподъем-ности; г – тепловоза; д – судового дизеля; е – авиационного ТРД.

Краткая история развития ДВС

Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был изобретен французским инженером Ленуаром в 1860 г. Этот двигатель во многом повторял паровую машину, работал на светильном газе по двухтактному циклу без сжатия. Мощность такого двигателя составляла примерно 8 л.с., КПД – около 5%. Этот двигатель Ленуара был очень громоздким и поэтому не нашел дальнейшего применения.

Через 7 лет немецкий инженер Н. Отто ( 1867 г.) создал 4-х-тактный двигатель с воспламенением от сжатия. Этот двигатель имел мощность 2 л.с., с числом оборотов 150 об/мин. Двигатель мощностью 10 л.с. имел КПД 17% , массу 4600 кг нашел широкое применение. Всего таких двигателей было выпущено более 6 тыс.1880 г. мощность двигателя была доведена до 100 л.с.

В 1885 г. в России капитан Балтийского флота И.С.Костович создал двигатель для воздухоплавания мощностью 80 л.с. с массой 240 кг. Тогда же в Германии Г.Даймлер и независимо от него К.Бенц создали двигатель небольшой мощность для самодвижущихся экипажей – автомобилей. С этого года началась эра автомобилей.

Рис 3. Двигатель Ленуара: 1 – золотник; 2 – полость охлаждения цилин-дра: 3 – свеча зажигания: 4 – поршень: 5 – шток поршня: 6 – шатун: 7 – контактные пластины зажигания: 8 – тяга золотника: 9 – кривошипный вал с маховиками: 10 – эксцентрик тяги золотника.

В конце 19 в. немецким инженером Дизелем был создан и запатентован двигатель, который впоследствии стали называть по имени автора двигателем Дизеля. Топливо в двигателе Дизеля подавалось в цилиндр сжатым воздухом от компрессора и воспламенялось от сжатия. КПД такого двигателя составляло примерно 30%.

Интересно, что за несколько лет до Дизеля русский инженер Тринклер разработал двигатель, работающий на сырой нефти по смешанному циклу – по которому работают все современные дизельные двигатели, однако он не был запатентован, а имя Тринклера мало кто теперь знает.

Как появился дизельный двигатель?

Создателем дизельного двигателя является изобретатель Дизель Рудольф Кристиан Карл. Этот выдающийся человек родился в 1858 г. в Париже. Окончив мюнхенскую Высшую политехническую школу, Дизель стал директором фирмы по созданию двигателей. В процессе работы его заинтересовали тепловые двигатели. 10 лет он работал над чертежами и проводил расчеты, чтобы собрать двигатель абсорбционного типа, который мог бы работать на аммиаке.

Читать еще:  Что может стучать в двигателе w211

Чтобы построить экономичный двигатель, изобретатель решил, что сдавливаться должен только воздух, а в конце в цилиндр под высоким давлением должно впрыскиваться только жидкое топливо. Сначала ничего не получалось, но, когда вместо прежнего очищенного топлива стала использоваться не полностью фильтрованная нефть, начал проявляться положительный результат.

Уже в 1892 г. Дизель запатентовал свое открытие и опубликовал описание изобретенного им типа двигателя. Первый мотор по его чертежам был построен уже в следующем году в Аугсберге. Но испытания на этом не заканчивались – создавались все новые и новые образцы двигателя.

Попытки усовершенствования дизельного мотора

Дальнейшая история появления дизельного двигателя насчитывает постройку трех опытных образцов. Хорошего результата удалось добиться только тогда, когда мотор начали охлаждать водой, а жидкое топливо подавать и распылять при помощи сжатого воздуха. 1897 г. считается годом сборки на практике первого дизельного двигателя.

Технические параметры первого дизельного двигателя:

  • высота 3 м,
  • цилиндр в диаметре 250 мм,
  • выработка 172 об./мин,
  • ход поршня 400 мм,
  • мощность 17,8-19,8 л.с.,
  • расход – 258 г топлива на 1 л.с./ч,
  • термический КПД — 26,2%.

Дальнейшая эволюция дизельного мотора

Заводы начали охотно приобретать лицензии на изготовление таких моторов. А уже в начале 20 в. Робертом Бошем был создан встроенный многосекционный топливный насос. Дизельные двигатели стали пользоваться спросом в области выпуска общественного и вспомогательного транспорта. Однако для грузовых и пассажирских автомобилей по-прежнему использовались двигатели с электрическим зажиганием.

В дальнейшем дизельные моторы становятся более востребованными благодаря своему экономичному расходу топлива и более длительному сроку службы. К тому же они были менее токсичными и меньше загрязняли окружающую среду. Со временем стал более совершенным сервис дизельных моторов: проводился ремонт насос форсунок и другие восстановительные работы.

Сегодня эволюция дизельных двигателей пошла еще дальше. В 1997 г. Bosch представил рынку новую систему Common Rail для легкового автотранспорта. Первыми машинами, которые были оборудованы такими дизелями, стали модели Alfa Romeo и Mercedes-Benz.

Дизельный двигатель. История создания дизельного двигателя.

Дизельный двигатель был сконструирован при попытках повысить коэффициент полезного действия обыкновенных автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Если при адиабатическом расширении газа его температура сильно падает, то обратный процесс — сжатие — должен приводить к существенному повышению температуры. Чем горячее сжатый газ, тем быстрее он сгорает. Горение при высоких температурах повышает эффективность работы двигателя.

Но в двигателях внутреннего сгорания сильно сжимать газ невозможно. Если превысить нормальное сжатие более чем в 5 раз, то газ воспламеняется значительно раньше положенного времени. Горючее вещество детонирует, что может привести к взрыву.

Благодаря соотношению газовых параметров удалось объяснить принципы адиабатического процесса в газах, протекающего на больших высотах в атмосфере, когда расширяющийся воздух остывает. Изменение объема и давления этого воздуха происходит одновременно и вызывает вполне естественное изменение температуры. Кинетическая теория добавляет к этой зависимости свое толкование. Воздух затрачивает внутреннюю энергию на такое расширение. Поскольку нагретость газа является условной мерой энергии движения молекул, то падение энергии неизбежно приводит к понижению температуры.

Немецкий изобретатель Р. Дизель в конце XIX в. сконструировал двигатель нового типа, где эта проблема решалась сама собой. Начальный вариант устройства был предложен конструктором в 1897 г. Двигатель Дизеля, называемый ныне просто дизелем, позволял развивать 10-кратное сжатие газа.

Любопытно, что самим газом является не горючее вещество, а просто воздух. Он разогревается настолько, что в нем самовоспламеняются капельки жидкого топлива (прежде это была главным образом нефть). Оно намеренно разбрызгивается через форсунку посредством нагнетаемого компрессором воздуха. Сегодня наличие такого компрессора не является обязательным, он отсутствует на многих моделях дизеля. Температура сжатого воздуха в дизеле составляет +600 °С. Двигатель не нуждается в системе зажигания и способен работать на неочищенном топливе, в т.ч. и на нефти. У дизеля есть и множество других достоинств.

Читать еще:  Фокус проблема двигатель холодный

Один из самых первых массовых дизельных двигателей был поставлен в 1921 г. на тракторе марки «Ланц-Бульдог» германского производства. Примечательной чертой раннего дизеля следует назвать особенности его работы. Двигатель запускался посредством 10-минутного разогрева головки цилиндра. Для этой цели тракторист использовал паяльную лампу. Когда эта процедура была выполнена, тракторист нацеплял съемное рулевое колесо на ось маховика и раскручивал последний. Затем рулевое колесо возвращалось обратно на колонку. Чтобы двигатель начинал вращаться в обратную сторону, трактористу требовалось сбавить число оборотов до предельно минимального значения и резко дать газ. Только таким способом удавалось добиться движения трактора задним ходом.

Чем отличается мотор HDI от TD, что лучше и почему?

«Расскажите о дизельных моторах 2.0 HDI и 1.9 TD. В чем между ними разница, с каким лучше брать Peugeot 406?»

Дизели HDi были представлены французским концерном PSA в 1998 году и предназначались для замены устаревших и переставших удовлетворять запросам автомобильного рынка дизельных двигателей, которые прежде использовались компаниями Peugeot и Citroёn.

Главной конструктивной особенностью, отличающей моторы HDi от предшественников, является то, что в этих дизелях топливо впрыскивается в камеру сгорания, размещенную в поршне, а значит, непосредственно в цилиндр, из-за чего HDi и им подобные моторы относятся к дизелям с непосредственным впрыском.

В дизелях 1.9 и 2.1, которыми Peugeot 406 оснащался до появления моторов HDi, топливо впрыскивалось не в цилиндр, а в камеру, расположенную в головке цилиндров. В этой камере происходило испарение и перемешивание паров топлива с воздухом, а затем их воспламенение от сжатия, но сгорание протекало в двух объемах — в этой же камере, а также в пространстве над поршнем.

Отсюда несколько общепринятых названий подобных дизелей — вихрекамерные, предкамерные, с разделенной камерой сгорания. В противовес последнему из названий дизели с непосредственным впрыском нередко именуют моторами с неразделенной камерой сгорания.

Основной недостаток вихрекамерных дизелей заключался в значительной площади поверхности разделенных камер, из-за чего высокими были потери тепловой энергии, выделившейся при сгорании топлива, в стенки камеры. Помимо этого, существенная часть энергии терялась на перетекание газов из камеры сгорания в пространство над поршнем.

Как это отражалось на величине расхода топлива, можно увидеть, сравнив характеристики Peugeot 406 с дизелем 1.9 (заводское обозначение XUD9 BTF) и с дизелем 2.0 HDi (DW10TD). Мощность одинаковая — 90 л.с., клапанов по 2 на цилиндр, но если версия с вихрекамерным двигателем по паспорту расходовала от 5,5 до 9,3 л/100 км в зависимости от режима движения, то варианту с 2.0 HDi на это должно было требоваться лишь от 4,8 до 7,7 л/100 км.

Кроме того, из-за наличия камеры сгорания в головке в «вихрекамерниках» невозможно реализовать многоклапанное газораспределение, на которое вслед за бензиновыми двигателями рано или поздно должны были перейти дизели. Когда стало понятно, что свой резерв для дальнейшего усовершенствования моторы с разделенной камерой сгорания исчерпали, их производство прекратили.

Читать еще:  Хонда фрв двигатель характеристики

Однако особенности смесеобразования при непосредственном впрыске топлива требовали применения иной, нежели в вихрекамерных дизелях, системы питания. Это второй пункт, принципиально отличающий моторы HDi от предшественников.

Приемлемое качество распыла в вихревую камеру обеспечивали штифтовые форсунки, которые формировали факел топлива благодаря форме наконечника иглы форсунки, расположенного в центре отверстия в распылителе форсунки.

Для непосредственного впрыска такое распыливание было слишком грубым и не способствовало образованию качественной горючей смеси. Другое дело форсунки с распылителями, имевшими несколько отверстий малого диаметра. Но и тут не все гладко — чтобы за какие-то тысячные доли секунды протолкнуть через микроскопические «дырочки» порцию топлива, в системе требуется создать существенно более высокое давление впрыска, чем требовалось создавать в системах питания «вихрекамерников».

Помимо этого, ужесточавшиеся нормы содержания вредных веществ в отработавших газах вынуждали переходить с электронно-механического управления топливоподачей на полностью электронное. Результатом стало внедрение на дизелях HDi системы питания аккумуляторного типа, получившей название Common Rail. Такие же системы питания избрали все другие производители дизельных моторов, когда в конце 1990-х годов столкнулись с необходимостью перехода от бесперспективных «вихрекамерников» к дизелям с непосредственным впрыском. Исключение — Volkswagen и разорившийся позже Rover, отдавшие предпочтение насос-форсункам, что, как выяснилось впоследствии, было тупиковым путем и стратегическим просчетом VAG.

На этом, чтобы не превращать ответ на вопрос читателя в диссертацию, надо закругляться. Итак, моторы 2.0 HDi и 1.9 TD — это дизели двух разных типов, принципиально отличающиеся друг от друга и общей конструкцией, и устройством топливной аппаратуры.

По сравнению с вихрекамерными предшественниками в наших условиях эксплуатации моторы HDi оказались более привередливыми и менее стойкими к нештатному обращению, заправке топливом негарантированного качества, несвоевременному обслуживанию и использованию дешевых топливных фильтров. Помимо этого, у «вихрекамерников» лучше пусковые свойства в связи с тем, что свечи накаливания нагревают лишь сравнительно небольшой объем вихревых камер, в то время как в дизелях с непосредственным впрыском объем нагрева зависит от того, в каком положении остановились поршни.

Цена решения возникающих вопросов зависит от того, где они возникнут. У 1.9 сложнее и дороже топливный насос, но форсунки проще и дешевле, а компонентов, которые обеспечивают работу Common Rail, нет вовсе. Однако шансы, с которыми рассмотренные дизели способны преподносить неприятные сюрпризы, сегодня, когда с момента прекращения выпуска первых и начала производства вторых минуло почти два десятилетия, в случае автомобилей с приблизительно одинаковыми пробегами и сопоставимым уходом со стороны владельцев можно расценивать как равные.

Куда большее значение для покупки будет иметь то, в каком состоянии к настоящему времени сохранились сами автомобили. Найти среди них хоть что-то более-менее живое не только по двигателю, но и по кузову, электрооборудованию, трансмиссии, ходовой части — это и есть основная проблема выбора Peugeot 406.

Пульс цен

При выборе между 2.0 HDi и 1.9 TD необходимо учитывать, что параллельно они выпускались лишь до того момента, пока производство HDi не нарастило мощность до уровня, полностью обеспечивающего выпуск моделей Peugeot и Citroen, на которые ставились эти дизели. Поэтому говорить о сопоставимости сроков эксплуатации можно лишь в отношении Peugeot 406 1999 года, после которого вихрекамерные дизели 1.9 на эту модель больше не ставились.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector