Работа дизельного двигателя
Работа дизельного двигателя, а точнее его рабочий цикл состоит из четырех постоянно повторяющихся тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
В начале работы дизельного двигателя в цилиндр поступает воздух. Воздух начинает сжиматься с очень высокой степенью сжатия, это приводит к повышению давления и соответственно температуры. В конце такта сжатия в определенное время в нагретый воздух происходит впрыск дизельного топлива с помощью специального устройства —форсунки. Дизельное топливо от соприкосновения с горячим сжатым воздухом самовоспламеняется, поэтому вы наверно слышали, дизельный двигатель так и называют двигатель с воспламенением от сжатия. Рабочая смесь в таком двигателе образуется непосредственно в цилиндре.
Работа дизельного двигателя на такте впуска.Поршень движется от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Во время этого такта в цилиндре создается разрежение. Впускной клапан открывается и происходит наполнение чистым воздухом (очистку воздуха обеспечивает воздухоочиститель).
Работа дизельного двигателя во время
такта сжатия.Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом впускной и выпускной клапаны находятся в закрытом положении. Объем воздуха уменьшается, а давление пропорционально увеличивается, при этом увеличивается и температура. Давление воздуха может составлять 3,5 МПА, а температура держится на уровне 650-700 градусов. Чтобы обеспечить надежную раюоту двигателя необходимо, чтобы температура была значительно выше температуры самовоспламенения дизельного топлива.
Работа дизельного двигателя во время такта
рабочего хода.При такте расширения, так его еще называют. Оба клапана находятся в закрытом состоянии. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке в горячий и сжатый воздух впрыскивается мелко распыленное, дисперсное дизельное топливо давление составляет 20—22 МПа.
Это давление нагнетает топливный насос. Топливо поступает в цилиндр, перемешиваясь с воздухом нагревается, далее испаряется и воспламеняется. При сгорании топлива в цилиндре давление составляет около 6-8 Мпа, а температура 1800-200 градусов. Образовавшиеся газы действуют на днище поршня и перемещают его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Этот такт совершает работа, поэтому он считается основным тактом рабочего цикла.
Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом открыт выпускной клапан, через который вытесняются отработавшие газы из цилиндра. Давление при такте пуска составляет 110-120 кПа, а температура, 600-700 градусов.
{jcomments on}
Дизельный двигатель — презентация онлайн
Похожие презентации:
Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов
Газовая хроматография
Геофизические исследования скважин
Искусственные алмазы
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Воздушные и кабельные линии электропередач
Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Магнитные аномалии
Нанотехнологии
Дизельный двигатель
История создания
Дизельный двигатель был создан великим
инженером-изобретателем Рудольфом
Дизелем в 1897 году.
В 1890 году он выдвинул теорию
«экономичного термического двигателя»,
которая предполагала изобретение
воспламенения от сжатия в цилиндрах.
Первый патент на изобретение Дизель
получил в 1893 году.
Патент, выданный Рудольфу Дизелю на его
изобретение
Первый дизельный двигатель был создан в
1897 году на заводе в Аугсбурге.
Его высота составляла 3 м, он развивал 172
об./мин., единственный цилиндр имел
диаметр 250 мм, ход поршня составлял 400
мм, а мощность варьировалась от 17,8 до 19,8
л. с. Расход топлива составлял 258 г нефти на
1 л. с. в час, термический КПД достиг 26,2%.
Этот мотор был представлен на выставке
паровых машин в 1898 году в Мюнхене.
Первый дизельный двигатель в Аугсбурге
Устройство двигателя
Как и бензиновый двигатель, дизельный
также является двигателем внутреннего
сгорания и состоит из аналогичных деталей
за исключением системы подачи топлива и
системы зажигания- здесь это всё
выполняется системой впрыска топлива.
Устройство дизельного двигателя состоит из
четырёх основных элементов: цилиндров,
поршней, впускного и выпускного клапанов,
топливных форсунок.
Схема четырехтактного дизельного
двигателя
Принцип работы
Четырёхтактный цикл
1-й такт. Впуск. Впускной клапан
открывается и свежий воздух (без топлива),
засасывается в цилиндр.
2-й такт. Сжатие. Когда поршень
подымается, воздух сжимается и температура
в цилиндре возрастает. В конце такта воздух
раскаляется настолько, что температуры
становится достаточно для воспламенения
топлива.
3-й такт. Рабочий ход, расширение. Возле
вершины такта сжатия топливный инжектор
впрыскивает топливо в цилиндр. При
контакте с горячим воздухом топливо
воспламеняется. При сгорании топлива
высвобождается энергия, которая
воздействует на поршень, заставляя его
двигаться вниз.
открывается, заставляя выхлопные газы
покинуть цилиндр.
Работа четырёхтактного дизельного двигателя.
Двухтактный цикл
В двухтактном двигателе рабочий процесс в
каждом из цилиндров совершается за один
оборот коленчатого вала, то есть за два хода
поршня. Такты сжатия и рабочего хода в
двухтактном двигателе происходят так же, как
и в четырехтактном, но процессы очистки и
наполнения цилиндра совмещены и
осуществляются не в рамках отдельных
тактов, а за короткое время, когда поршень
находится вблизи нижней мертвой точки, с
помощью вспомогательного агрегата —
продувочного насоса.
Работа двухтактного дизельного двигателя.
Цикл Тринклера
Все выпускающиеся в настоящее время
дизельные двигатели на самом деле работают
по циклу Тринклера, т. е. циклу со
смешанным подводом теплоты и с
механическим распыливанием топлива.
Термодинамические процессы в цикле
Тринклера осуществляется в следующей
последовательности (см. диаграмму ).
•1—2 Сжатие воздуха, как и в цикле Дизеля,
осуществляется по адиабате.
•2—3 Теплота подводится изохорно
•3—4 Теплота подводится изобарно
•4—5 Адиабатическое расширение
•5—1 Изохорный отвод теплоты
Диаграмма цикла Тринклера
Дизель в наши дни
Дизельные двигатели применяются для
привода стационарных силовых установок, на
рельсовых (тепловозы, дизелевозы, дизельпоезда, автодрезины) и безрельсовых
(автомобили, автобусы, грузовики)
транспортных средствах, самоходных
машинах и механизмах (тракторы, комбайны,
асфальтовые катки, скреперы и т. д.), а также
в судостроении в качестве главных и
вспомогательных двигателей.
Достоинства и недостатки
Достоинства:
• Главными достоинствами современных
дизелей становятся высокий КПД.
Полезная отдача энергии в малооборотных
двигателях превышает 45%.
•Рабочий процесс дизеля обеспечивает
постоянное давление газов, поэтому мотор
способен развивать значительный
крутящий момент, не зависящий от
количества оборотов.
Эта особенностьнаходит применение в мощных грузовиках
(увеличивает грузоподъемность),
обеспечивает «приемистость» легковых
моделей.
•Относительная надёжность
Недостатки:
•Дизель не способен развить высокие
обороты, сравнимые с бензиновым ДВС,
этому мешает время инициации
возгорания. За счет высоких давлений
повышается механическая напряженность
деталей дизеля, которые вынужденно
изготавливаются массивными, утяжеляя
двигатель.
•Отдельные виды дизтоплива (летние,
тепловозные) парафинируются при низких
температурах.
•Нестабильный состав выхлопа требует
усложнения каталитической системы,
применения сажевых фильтров.
English Русский Правила
| |||||
| | |||||
| КОНТРОЛЬ
УСТРОЙСТВА В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ В
В этом разделе главы мы обсудим методы и устройства,
служат для управления производительностью ТНВД и форсунок. ГУБЕРНАТОРЫ А
Говернер — это датчик скорости вращения двигателя, который служит для поддержания постоянного
скорость (в об/мин) в пределах расчетной мощности дизеля. Губернатор
может также служить для ограничения высоких и низких оборотов холостого хода в минуту двигателя.
Все регуляторы, используемые на дизельных двигателях, контролируют скорость двигателя, регулируя
количества топлива, подаваемого в цилиндры. Пример управления двигателем без
использование регулятора в обычном автомобиле — скорость двигателя и
Изменения нагрузки двигателя ощущаются водителем. Движение водителей
дроссель является продолжением условного рефлекса; другими словами, водитель
выступает в роли губернатора. Однако водитель не сможет реагировать на
нагрузка и скорость изменяются достаточно быстро, поскольку дизельный двигатель
обеспокоенный. Это связано с тем, что дизельный двигатель может разгоняться со скоростью более
чем 2000 об/мин для удовлетворения определенных требований. Рисунок 9-26.-Простой механический регулятор. | |||||
| | |||||
Система декомпрессии дизельного двигателя Jacobs может сэкономить топливо — оборудование
Новая технология активной декомпрессии от Jacobs Vehicle Systems позволяет использовать систему остановки и запуска дизельного двигателя, устраняя тряску двигателя как при запуске, так и при выключении.
Фото: Jacobs Engine Systems
Компания Jacobs Vehicle Systems представила технологию активной декомпрессии (ADT), которая, по словам компании, позволяет большегрузным коммерческим автомобилям использовать систему остановки и запуска двигателя и устраняет тряску двигателя как при запуске, так и при выключении.
По словам Джейкобса, помимо улучшения экономии топлива и сокращения выбросов, ADT также улучшает запуск холодного двигателя, снижает нагрузку и износ компонентов двигателя во время запуска и ускоряет запуск.
Джейкобс говорит, что новое устройство ADT включает в себя технологии срабатывания клапанов, проверенные на протяжении многих миллионов миль, и может быть экономично добавлено ко многим платформам двигателей.
Технология двигателя «стоп-старт», которая автоматически выключает двигатель, когда он в противном случае работал бы на холостом ходу, широко используется производителями автомобилей, однако она менее распространена в большегрузных коммерческих автомобилях. Это в значительной степени связано с навязчивой тряской двигателя и кабины, возникающей всякий раз, когда запускается или останавливается дизельный двигатель большой мощности, а также из-за стоимости технологий, необходимых для уменьшения повышенного износа стартера, зубчатого венца и батарея. ADT значительно уменьшает эти проблемы.
Обширные испытания показали, что ADT снижает величину тряски двигателя во время остановки на 90 %, когда вибрации, передаваемые в кабину, имеют наибольшую частоту и силу. Это имеет дополнительное преимущество, заключающееся в предотвращении беспокойства водителей, спящих в кабинах в ночное время, когда есть автоматические запуски и остановки двигателя для поддержания заряда аккумулятора.
Устройство ADT автоматически активируется блоком управления двигателем (ECU) всякий раз, когда двигатель останавливается или запускается, и работает, удерживая клапаны двигателя открытыми и сбрасывая давление в цилиндрах. При выключении двигатель «выбегает» до плавного выключения, не вызывая сотрясения кабины. При запуске двигатель поддерживается в разгерметизированном состоянии, что снижает крутящий момент на 40 % и позволяет двигателю раскручиваться вдвое по сравнению с нормальной скоростью для более плавного запуска, более быстрого заполнения топливной системы и снижения износа шестерни стартера.
маховик и другие компоненты. Это также позволяет использовать меньшие по размеру и легкие аккумуляторы, кабели и стартер.
Джейкобс говорит, что обширные испытания показали, что ADT снижает величину тряски двигателя во время остановки на 90%, когда вибрации, передаваемые в кабину, имеют наибольшую частоту и силу.
Фото: Jacobs Engine Systems
Позволяя проворачивать двигатель без сжатия, ADT также улучшает запуск при низких температурах, позволяя двигателю достичь критической скорости воспламенения при сжатии. В сочетании с дополнительными нагревателями впускного воздуха ADT также позволяет предварительно прогревать цилиндры двигателя без нагрузки на двигатель от сжатия; особенно полезно, когда низкие температуры снижают уровень заряда батареи. Когда достигается высокая частота вращения коленчатого вала, компрессия двигателя снова активируется и начинается заправка цилиндров.
«ADT — это еще одна разработка хорошо зарекомендовавших себя технологий привода клапанов Jacobs, обеспечивающая еще один набор преимуществ», — сказал Стив Эрнест, вице-президент по проектированию и развитию бизнеса в Jacobs Vehicle Systems.