Чем отличается устройство дизельного двс от карбюраторного: Чем отличается дизельный двигатель внутреннего сгорания от карбюраторного?

Карбюраторные и дизельные двигатели

Карбюраторные и дизельные двигатели

В данном разделе речь пойдет о карбюраторных и дизельных двигателях, работающих на жидком топливе.

Для работы карбюраторных двигателей необходим бензин, для работы дизельных – дизельное топливо. КПД этих двигателей составляет 20%.

Рассмотрим подробнее устройство каждого из двигателей.

Карбюраторные поршневые двигатели.

К составляющим карбюраторного поршневого двигателя относятся:

• кривошипно-шатунный механизм,
• газораспределительный механизм,
• система питания,
• система выпуска отработавших газов,
• система зажигания,
• система охлаждения,
• система смазки.

А теперь рассмотрим принцип работы на примере одноцилиндрового карбюраторного двигателя. Его устройство представлено на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания:а) «стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец; 6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — клапан; 14 — свеча зажигания

В цилиндре (2) со съемной головкой (1) находится поршень (3), в специальные канавки справа и слева помещены поршневые кольца (4). Кольца скользят по поверхности цилиндра, не давая образующимся газам вырваться вниз и препятствуя попаданию наверх масла.

Поршневой палец (5) и шатун (6) соединяют поршень с кривошипом коленчатого вала (9). Он вращается в подшипниках, которые расположены в картере двигателя. На конце коленчатого вала (7) укреплен маховик (8).

Когда кулачки распределительного вала (11) находят на рычаги (12), клапаны (13) открываются. При этом, через впускной клапан проходит горючая смесь (бензин и воздух), а через выпускной выходят отработанные газы. Закрываются клапаны под воздействием пружин, когда кулачки сбегают с рычагов. В движении коленчатый вал и кулачки приводятся с помощью коленчатого вала.

Свеча зажигания (14) расположена в резьбовом отверстии головки цилиндра (1). Между ее электродами проскакивает искра и воспламеняет горючую смесь (см. выше).

Вот основные принципы работы одноцилиндрового карбюраторного двигателя.Также существуют показатели, которые используются для оценки двигателей (рисунок 1.2).

Рис. 1.2 Ход поршня и объемы цилиндра двигателяа) поршень в нижней мертвой точкеб) поршень в верхней мертвой точке

ВМТ и НМТ – верхняя и нижняя «мертвая» точка, соответственно. Эти показатели характеризуют положение поршня, при котором он удален от оси коленчатого вала.S – ход поршня. Путь от одной «мертвой» точки до другой.Vс — объемом камеры сгорания. Это объем над поршнем, когда он находится в ВМТ.Vр — рабочий объем цилиндра. Тот объем, который освобождает поршень, перемещаясь от верхней «мертвой» точке к нижней.Vп – полный объем цилиндра. Показатель, который исчисляется суммированием объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.При сложении рабочих объемов всех цилиндров мы получаем рабочий объем двигателя. Мы рассмотрели работу двигателя с одним цилиндром, но современные машиностроительные заводы выпускают двигатели с количеством цилиндров 4, 6, 8, 12.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Чтобы заставить вращаться ведущие колеса автомобиля двигатель должен пройти так называемый рабочий цикл. Двигатель автомобиля совершает этот цикл за четыре такта (схема представлена на рисунке 1.3):

• впуск горючей смеси,
• сжатие рабочей смеси,
• рабочий ход,
• выпуск отработавших газов.

Рис. 1.3 Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск

Первый такт – впуск горючей смеси (рис. 1.3а). Клапан открывается, горючая смесь заполняет цилиндр, смешивается с остатками газов и превращается в рабочую смесь.

Второй такт — сжатие рабочей смеси (рис. 1.3б). Клапаны закрыты, следовательно, рабочая смесь сжимается, температура газов повышается. Если оценить это в цифрах, то мы получим следующие величины: давлении в цилиндре составит 9-10 кг/см2, температура газов – 400оС.

Третий такт — рабочий ход (рис. 1.3в). На этом этапе сгорает рабочая смесь, в результате происходит выделение энергии, которая превращается в механическую работу. Расширяющиеся газы создают давление на поршень, далее через шатун и кривошип на коленчатый вал. Под силой давления коленчатый вал и ведущие колеса автомобиля начинают вращаться.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов (рис. 1.3г). Поршень совершает движение от ВМТ к НМТ, при этом открывается выпускной клапан, и отработанные газы выходят из цилиндра.

Мы рассмотрели четыре такта работы двигателя. Только в ходе третьего такта (рабочего хода) совершается полезная механическая работа. А первый, второй и четвертый – это подготовительные процессы. Этим процессам способствует кинестетическая энергия маховика (рисунок 1.4), который вращается по инерции

Рис. 1.4 Коленчатый вал двигателя с маховиком1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес

Металлический диск, закрепленный на коленчатом валу, и называется маховик. Во время третьего такта, коленчатый вал, раскрученный поршнем через шатун и кривошип, передает запас инерции маховику. В свою очередь, под действием энергии, отдаваемой маховиком, поршень движется вверх (выпуск и сжатие) и вниз (впуск). Т.е. подготовительные такты в обратном порядке осуществляются только за счет запасов инерции в массе маховика через коленчатый вал, шатун и поршень.

Теперь перейдем к рассмотрению дизельных двигателей.

Дизельные двигатели

Главным отличием дизельных двигателей от карбюраторных является отсутствие свечей и системы зажигания. Это связано с высоким давлением, под которым подается топливо непосредственно в цилиндр при помощи форсунки, и высокой температурой. Поэтому топливо воспламеняется само. Таким образом система зажигания не нужна..

Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколько раз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень высоки, то происходит самовоспламенение топлива. А это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Первый такт – впуск. Цилиндр двигателя наполняется через впускной клапан воздухом.

Второй такт – сжатие. Здесь идет подготовка к воспламенению топлива. Поршень при движении от ВМТ к НМТ сжимает воздух, давление над поршнем становится равным 40 кг/см2, температура – более 500оС.

Третий такт — рабочий ход. Дизельное топливо через форсунку под давлением поступает в камеру сгорания, где и происходит его воспламенение за счет высокой температуры сжатого воздуха. Во время третьего такта давление в цилиндре 100 кг/см2, а температура свыше 2000оС.

Четвертый такт – выпуск отработавших газов, Поршень от НМТ совершает движение к ВМТ, выпускной клапан открывается, отработанные газы выходят из цилиндра.

Размеры, масса и стоимость дизельного двигателя значительно больше бензинового за счет высоких нагрузок на рабочие механизмы. Но есть неоспоримый плюс таких двигателей:

• меньший расход топлива;
• за счет отсутствие системы зажигания снижается вероятность лишних поломок.

В дизельном двигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в карбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества — меньший расход топлива, чем у его карбюраторного «брата» (приблизительно на 30%), а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации.

Дизельный двигатель, инжекторный двигатель. Система охлаждения

Двигатель – самая важная часть автомобиля. Именно благодаря этому агрегату машина приводится в движение. Нет двигателя – машина превращается в обычную повозку. Телегу. Только в эту телегу лошадей не запрячь.

При помощи двигателя энергия сгорания топлива или энергия электрическая преобразуются в механическую энергию, которая необходима для движения.

Традиционно на автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания на бензине или дизельном топливе, используются также газовые двигатели, всё чаще начинают применять гибридные двигатели, которые представляют собой симбиоз двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Очень много разработок в области электрических двигателей. Однако, данный тип двигателя пока не получил широкого распространения.

Двигатели внутреннего сгорания

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания

В цилиндрах таких двигателей сжатая воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой. Мощность двигателя регулируется путем регулирования потока воздуха, при помощи дроссельной заслонки.

В автомобилях, возраст которых составляет 10 лет и старше, управление дросселем осуществлялось путем нажатия на педаль газ. На современных автомобилях тоже нужно нажимать на газ, но только для того, чтобы послать сигнал ЭБУ (электронному блоку управления, «мозгам»), управляющему дроссельной заслонкой.

Виды бензиновых двигателей

Бензиновые двигатели могут быть карбюраторными и инжекторными. Бензиновые двигатели различаются по числу и расположению цилиндров, по способу охлаждения (воздушное и масляное охлаждение), по способу наполнения цилиндров воздухом (атмосферные, с наддувом, компрессорные) и другие.

Карбюраторные бензиновые двигатели 

В карбюраторном двигателе горючая смесь приготавливается, собственно в карбюраторе. Основных видов карбюратора три:

• поплавковый;
• мембранно-игольчатый;
• барботажный.

Барботажный карбюратор выполнен в виде бензобака с поднятой над топливом глухой доской, оснащенной двумя патрубками, подающей воздух в бак и отбирающей смесь в двигатель. Как видно из конструкции, данный карбюратор очень примитивен. Он является достаточно громоздким, малоэффективным и сильно зависящим от погодных условий. Кроме того, его применение небезопасно. Может случиться взрыв паров топливно-воздушной смеси.

Барботражный карбюратор
1 — дроссельная заслонка

Мембранно-игольчатый карбюратор создан как самостоятельная часть, элемент автомобиля. Устройство состоит из нескольких камер, которые разделены мембранами и соединенны штоком с иглой на конце, которая запирает седло клапана подачи бензина. Достоинством данного карбюратора является то, что его можно размещать в любом положении, относительно поверхности земли. Недостаток – сложность настройки. Обычно такой карбюратор устанавливается на газонокосилки, бензорезы и т.п. Но в качестве вспомогательного устройства, его можно обнаружить на автомобиле ЗИЛ-138.

Поплавковые карбюраторы составляют подавляющее большинство существующих в природе карбюраторов. Именно поплавковые карбюраторы устанавливаются на автомобили. Стоит заметить, что модификаций данного типа карбюратора огромное множество. Но, в обязательном порядке, в его состав входит поплавковая камера и смесительная камера.

Инжекторные двигатели

Инжекторная система впрыска топлива стала активно применяться в 80-х годах прошлого века. Инжекторные двигатели отличаются от карбюраторных тем, что в инжекторной системы происходит принудительный впрыск топлива во впускной коллектор или цилиндр.

В настоящее время в большинстве инжекторных двигателей используется электронная система впрыска. А происходит это так: в контроллер с датчиков собирается всевозможная информация, в том числе о положении коленвала, положении дросселя, скорости автомобиля, температуры охлаждающей жидкости и входящего воздуха. На основании этих данных контроллер подает сигналы форсункам, системе зажигания, регулятору холостого хода и другим системам.

Инжектор, по сравнению с карбюратором имеет ряд преимуществ:

• уменьшение расхода топлива;
• упрощение запуска двигателя;
• уменьшение вредных выбросов;
• отсутствие необходимости в ручной настройке системы.

Но есть и недостатки:

• постоянная необходимость в напряжении питания;
• нужда в специальных познаниях, в случае ремонта.

По большому счету, именно требования к понижению количества выброса вредных веществ, заставило автопроизводителей перейти от карбюратора к инжектору. Катализаторы, которые ставят на инжекторные автомобили, способны работать при достаточно узком диапазоне химического состава веществ, выходящих через выхлоп. А обеспечить такой диапазон может только современная система впрыска.

Особенности современных бензиновых двигателей

Во многих моделях современных автомобилей применяется для каждой свечи своя отдельная катушка зажигания. Особенно характерно это для японских автомобилей.

Чтобы решить проблему «зависания» заслонок, во многих «больших» двигателях используют по два впускных и выпускных клапана на цилиндр.

Как уже было отмечено, в большинстве современных автомобилей используется электронная педаль газа.

Дизельный двигатель

Как и бензиновый, дизельный двигатель является агрегатом внутреннего сгорания. Только в качестве топлива в таком двигателе можно использовать широкий диапазон жидкостей: от керосина и мазута до пальмового и рапсового масла.

Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя

1-й такт: открывается впускной клапан, «всасывая» в цилиндр воздух, после этого впускной клапан начинает закрываться, а выпускной – открываться.

2-й такт: поршень сживает воздух.

3-й такт: поршень двигается к верхней мертвой точке, в горячий воздух распыляется топливо, которое воспламеняется, а продукты сгорания двигают поршень вниз.

4-й такт: поршень идет вниз, продукты сгорания удаляются через выпускной клапан.

С некоторыми особенностями, но по такому принципу работают практически все ДВС с поршневой системой.

Особенности дизельного двигателя, топлива и автомобилей с дизельным двигателем:

• — двигатель имеет КПД до 50 процентов;
• — дизельный двигатель не имеет возможности набирать высоких оборотов. Топливо не успевает за короткое время догореть. По причине высокой механической напряженности детали дизельного двигателя дорогостоящие и массивные.
• — дизельный автомобиль более экономичен и отзывчив в движении.
• — дизельное топливо нелетучее, а следовательно более безопасное. Кстати, вредных веществ дизель выбрасывает меньше, чем бензиновый двигатель. Но, катализаторы, установленные на инжекторных автомобилях, нивелируют разницу.
• — дизельное топливо при низких температурах часто застывает и парафинируется, что может означать одно: дизель труднее завести зимой.
• — современные дизельные двигатели чаще всего идут в комплекте с турбинами и интеркуллерами.

Рекорды дизеля

В 2006 году автомобиль JCB Dieselmax, оснащенный дизельными двигателями развил скорость в 563 километра в час. Каждый из дизелей имел объем 5 литров и мощность 750 лошадиных сил.э

Самым большим дизельным двигателем является 14-ти цилиндровый судовой Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, рабочий объем которого более 25 литров, мощностью 108920 лошадиных сил.

Wärtsilä-Sulzer RTA96-C

Самый мощный «грузовой» дизель MTU 20V4000 устанавливается на карьерные самосвалы «Либхерр». Он имеет конфигурацию V20, объем – 95,4 литра и мощность 4023 лошадиных силы.

Самый большой «легковой» дизель устанавливается на Ауди Кью 7. Его рабочий объем – 6 литров, он имеет V-образную форму и 12 цилиндров. Мощность двигателя – 500 лошадиных сил.

Газовый двигатель

В газовом двигателе в качестве топлива используются углеводороды. Он тоже относится к ДВС.

Газовое топливо, как правило, закачивается в баллон, установленный на автомобиле, под высоким давлением. Газовый редуктор понижает давление газовой жидкости или паров до атмосферного, через форсунки смесь впрыскивается в двигатель, где воспламеняется при помощи искры.

Комбинированные ДВС

Данный тип двигателя называется так потому, что он представляет собой комбинацию поршневого и лопаточного устройств.

Наиболее распространен среди комбинированных – поршневой двигатель с турбонагнетателем. Принцип действия такой: в результате действия выхлопных газов на лопатки турбины раскручивается её ротор, вал, а также ротор компрессора, нагнетающего кислород в двигатель. Таким образом, энергия выхлопных газов, которая без турбонагнетателя не использовалась бы, нашла свое применение.

Дополнительные системы, необходимые для ДВС

Двигатель автомобиля сравнивают с человеческим сердцем. Сердце не может функционировать без взаимодействия с другими органами в организме. Так и двигателю для нормальной работы нужно несколько дополнительных систем.

Конечно же, большинство двигателей не может работать без трансмиссии, потому что эффективен ДВС только в узком диапазоне оборотов. Впрочем, сейчас активно ведутся разработки по созданию гибридных двигателей, которые всегда должны работать в оптимальном режиме.

Двигателю нужны система зажигания, выхлопа и охлаждения. О последней стоит поговорить более подробно.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Система охлаждения представляет собой набор устройств, которые подводят к конкретным элементам двигателя охлаждающую среду, отводящую от них в атмосферу лишнюю теплоту. Система охлаждения двигателя имеет целью поддержание температуры двигателя в рабочих параметрах.

Когда в цилиндре сгорает топливная смесь, температура достигает 2000 градусов. Охлаждающая жидкость обязана поддерживать температуру двигателя в пределах 80-90 градусов.

Система охлаждения двигателя может быть воздушной, жидкостной и гибридной.

Воздушное охлаждение

Воздушное охлаждение – самое простое из типов охлаждения двигателя. Оно может быть естественным и принудительным. Оно осуществляется путем установки развитого оребрения на внешней поверхности цилиндров. Такое охлаждение имеет значительные недостатки. Так воздух не может отводить значительные массы тепловой энергии. А некоторые участки двигателя подвергаются опасности локального перегрева. Воздушное охлаждение устанавливается на мопеды, мотоциклы, скутеры.

Принудительное воздушное охлаждение осуществляется путем установки вентиляторов, оребрения и помещения системы в защитный кожух. Здесь также существует опасность локального перегрева участков двигателя, которые недостаточно обдуваются воздухом. Кроме того, повышается уровень шума агрегата. В Советском союзе системой воздушного охлаждения был оснащен автомобиль Запорожец.

Дизельный грузовой автомобиль Татра до 2010 года оснащался системой принудительного воздушного охлаждения. Многие трактора, преимущественно легкие и средние используют аналогичную систему охлаждения.

Двигатель Lombardini 11LD 626-3NR — 4-х тактный трёхцилиндровый дизельный двигатель с горизонтальным расположением вала отбора мощности и воздушным охлаждением.

Жидкостное охлаждение

В данном типе систем охлаждения двигателей охлаждающая жидкость перемещается по замкнутому контуру. А тепло выдувается при помощи радиатора, установленного под капотом авто.

Жидкостная система охлаждения предусматривает следующие составные части:

1. Рубашка охлаждения – полость, которая охватывает части двигателя нуждающиеся в охлаждении. По этой полости циркулирует охлаждающая жидкость.
2. Помпа, которая обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру.
3. Термостат – устройство поддерживающее рабочую температуру жидкости. Если температура не достигла рабочей, то термостат направляет жидкость по малому кругу циркуляции.
4. Радиатор. Он выводит тепло из системы.
5. Вентилятор, создающий поток воздуха, направленный на радиатор для ускорения вывода тепла из системы.
6. Расширительный бак.

Охлаждение масла

Очень часто, особенно в случаях с двигателями большой мощности, нуждается в охлаждении и масло. Масло охлаждается при помощи охлаждающей жидкости, или же при помощи воздуха, с использование отдельного радиатора.

Испарительная система охлаждения

При такой системе охлаждения охлаждающая жидкость или вода доводятся до кипения, в результате чего теплонагруженные элементы двигателя охлаждаются. Испарительная система охлаждения до сих пор применяется для понижения температуры мощных дизельных агрегатов в Китае.

История создания

Известно, что в 1807 году француз де Ривас сконструировал первый поршневой двигатель. Несмотря на то, что устройство, которое получило название «машина де Риваса», работала на сжиженном водороде, оно имело ряд признаков двигателя внутреннего сгорания. В частности, шатунно-поршневую группу, зажигание с искрой. Француз Ленуар в 1860 году сконструировал двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. Мощность этого устройства составляла около 12 лошадиных сил, искра подавалась от внешнего источника, а коэффициент полезного действия не превышал 5 процентов. Между тем, двигатель Ленуара имел практическое применение. Его устанавливали некоторое время на лодки.

Немец Отто, изучив устройство Ленуара, построил в 1863 году атмосферный двухтактный одноцилиндровый двигатель, который имел КПД уже 15 процентов. При этом, топливо воспламенялось при помощи открытого пламени. В 1876 году все тот же Отто построил четырехтактный газовый ДВС.

А вот первый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания был сконструирован в России в 1880-х годах. Его создателем стал О.С. Костович.

В 1885 году Даймлер и Майбах создали карбюраторный бензиновый двигатель. Сдела двигатель был для мотоцикла. Но в 1886 году его установили на автомобиль.

В 1897 году Дизель усовершенствовал двигатель Даймлера-Майбаха, оснастив его зажиганием. Через год в России на заводе «Людвиг Нобель» Г. Тлинкер доработал двигатель Дизеля, превратив его в двигатель высокого сжатия с воспламенением. Но широкое применение данный двигатель получил не как силовой агрегат автомобиля, а как стационарный тепловой двигатель. Мощность устройства составляла около 20 лошадиных сил. Главным его преимуществом была экономичность.

В начале 20-го века Коломенский завод выкупил у «Людвиг Нобель» лицензию на выпуск «русских дизелей». В 1908 году главный инженер этого завода патентует двухтактный дизельный двигатель с двумя коленвалами и противоположно-движущимися поршнями.

Параллельно происходила разработка бензиновых двигателей. В США изобретатели Харт и Парр разработали двухцилиндровый бензиновый двигатель. Он имел мощность в 30 лошадиных сил.

Так наступила эра автомобилей, самолетов, теплоходов и тепловозов. Королем в этой эре выбрали двигатель внутреннего сгорания.

Чем отличается бензиновый двигатель от дизельного

Бензин против Дизеля: в чем разница.

На базовом уровне современные двигатели внутреннего сгорания работают по принципу четырех простых шагов (тактов), т.е.- всасывание, сжатие, воспламенение и выхлоп. Эти циклы снова и снова периодически повторяются когда двигатель находится в рабочем состоянии. Таким образом создается крутящий момент который передается на трансмиссию, а далее уже на колеса. Причем эти такты  работы двигателя не зависят от конкретного типа используемого мотора, будь это дизельный или бензиновый двигатель. Но у этих двух моторов имеются определенные различия, в том как они выполняют данные циклы работы. 

 

Различия в работе бензиновых и дизельных двигателей

 

Для бензиновых двигателей этап впуска обычно заключается во всасывании одновременно воздуха и топлива в камеру сгорания. Если же сравнивать работу с дизельным мотором, то в этот рабочий момент дизельный агрегат только всасывает воздух без топлива. Далее происходит сжатие воздуха в камере сгорания. 

 

Зажигание тоже контролируется в каждом типе двигателей по-разному. Бензиновые моторы используют у себя свечи зажигания, которые с помощью электрической искры воспламеняют в камере сгорания топливную смесь (кислород + бензин) и тем самым запускают двигатель. В результате воспламенения топлива образуется энергия которая начинает двигать поршни в моторе. 

 

Что касаемо дизельного двигателя, то в отличие от бензинового силового агрегата воспламенение дизельного топлива в камере сгорания происходит от силы сжатия. То есть, после этого сжатия происходит самовоспламенение топливной смеси. Как видите, все очень просто.

 

Как мы уже сказали, сначала в камеру сгорания дизельного мотора подается только лишь воздух, который сжимается по ходу движения поршня. В результате сильного сжатия кислород в камере сгорания сильно нагревается. В этот момент и подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется от горячего кислорода в камере сгорания и тем самым запускается мотор. 

 

Смотрите также: Почему двигатели V4 редко встречаются в автомобилях?

 

Таким образом момент воспламенения топлива в дизельных моторах контролируют топливные форсунки, тогда как в бензиновых моторах это регулируют свечи зажигания.

 

Стоит также отметить, что оба типа двигателей используют как правило, одинаковую систему выпуска, чтобы выпустить из камеры сгорания в результате воспламенения топлива скопившиеся газы. Это регулируется клапанами путем их открытия и закрытия когда необходимо выпустить отработанные газы, тем самым направляя их в выхлопную систему автомобиля.

 

Какой двигатель эффективней- Дизель или бензин?

 

[media=https://youtu.be/ilZyCD-QlJg]

 

Дизельные двигатели продолжают совершенствоваться в экологическом плане, постепенно доказывая специалистам и экологам что уровень вредных веществ в выхлопе может быть почти таким же, как и в бензиновых автомобилях. Но пока что  бензиновые двигатели по-прежнему считаются более экологичными по сравнению с дизельными. Но есть в этих дизельных моторах неоспоримое преимущество, которое заключается в следующем, по сравнению с теми же бензиновыми моторами они намного экономичнее.

 

Действительно, в большинстве случаев дизельные двигатели значительно превосходят бензиновые агрегаты по топливной эффективности. 

 

Это объясняется особенностью температуры самовоспламенения дизельного топлива в камере сгорания. Температурой самовоспламенения считается такая температура, при которой соотношение в смеси кислорода с топливом приводит к самовоспламенению топливной смеси. 

 

В бензиновых же моторах наоборот, там важно, чтобы температура в соотношении бензин-кислород в камере сгорания не приводила к самовоспламенению бензина во время сжатия, поскольку это может привести к воспламенению топлива до подачи искры свечами зажигания. Это может привести к повреждению двигателя. 

 

Чтобы этого не происходило бензиновые моторы имеют довольно низкие коэффициенты сжатия (такт сжатия, это когда определенное количество кислорода и бензина попадают в камеру сгорания). Это необходимо для того, чтобы во время сжатия резко не повышалась температура воздуха. 

 

Поскольку дизельные моторы во время такта сжатия (впуска) не имеют внутри камеры сгорания дизельного топлива, то они могут сжимать всасываемый кислород намного сильнее, чем бензиновые двигатели. В результате такого сильного сжатия воздух в камере сгорания очень сильно нагревается и после чего в камеру сгорания попадает само дизельное топливо, которое в итоге самовоспламеняется.

 

Другим преимуществом эффективности дизельного двигателя является отсутствие в нем дроссельной заслонки. Когда вы нажимаете педаль газа в бензиновом автомобиле, это позволяет открывать впускные клапана в двигателе, что в свою очередь позволяет большому количеству воздуха попадать в мотор.

 

Соответственно получается, чем больше кислорода, тем больше энергии образуется в результате воспламенения топлива, которое в этом случае также начинает подаваться в повышенном объеме. Стоит здесь отметить, что этот процесс контролирует компьютер, который и определяет необходимое количество топлива. 

 

В дизельных же моторах дроссельные клапана не нужны. При нажатии педали газа компьютер сам определяет, какое количество топлива необходимо подать в камеру сгорания.

 

В результате этого при работе дизельного мотора теряется совсем немного топлива в отличии от тех же бензиновых моторов, которые сжигают бензина зря на много больше. 

 

Разница в соотношении топливной смеси, — воздух / топливо

 

 

Дизельные двигатели имеют способность работать в очень широком диапазоне соотношений самого кислорода и топлива в топливной смеси, которая подается в камеру сгорания.

 

Бензиновые же моторы работают обычно в диапазоне от 12 до 18 частей воздуха на 1 часть топлива (по массе).

Обычно такое соотношение остается близким к 14,7:1. Дело вот в чем, при  коэффициенте соотношения кислорода и топлива вся топливная смесь полностью сгорает в камере сгорания. 

 

Однако, в дизельных моторах все происходит совсем по-другому. Например, как правило, дизельный мотор работает в соотношениях кислорода от 18:1 до 70:1. 

 

Когда вы нажимаете педаль газа в дизельном автомобиле, то это приводит к уменьшению соотношения воздуха с дизельным топливом и все за счет увеличения впрыска дизеля в камеру сгорания.

 

Соответственно получается, чем больше топлива, тем больше мощность. Правда, здесь надо уточнить, когда дизельные моторы работают при низком соотношении кислорода с топливом, то в процессе самого сгорания образуется много сажи.

 

Именно по этой причине несмотря даже на наличие системы очистки мы с вами можем наблюдать черный дым исходящий от грузовиков в тот момент, когда они начинают трогаться с места. В этот момент водители дизельных грузовиков сильно нажимают на педаль газа, чтобы сдвинуть с места эту тяжелую машину.

 

В этот самый момент в дизельный двигатель начинает поступать меньше кислорода, а поступает больше топлива.

 

Помимо всего этого существует еще множество отличий дизельных моторов от тех же бензиновых. Например, каждый тип мотора по-разному может замедлять транспортное средство при торможении двигателем. 

 

Для получения дополнительной информации посмотрите ниже несколько видео-роликов. 

Перед самим просмотром включите показ субтитров и их перевод.

 

 

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Споры между сторонниками бензиновых и дизельных двигателей в последние годы поутихли. Дизели постепенно избавились от своих неприглядных особенностей: стали тише, их меньше трясет, они по-прежнему экономные и теперь соответствуют современным экологическим стандартам. Последним аргументом против моторов на тяжелом топливе была скорость. Даже хороший крутящий момент на низких оборотах не позволял машине набирать высокую скорость авто. Так было раньше, а сейчас технологии вроде уникальных систем впрыска и турбин помогли дизелям на равных соперничать с «традиционными» бензиновыми собратьями даже в спортивных автомобилях.

И все-таки, при выборе той или иной модели необходимо знать про преимущества и недостатки дизельных двигателей.

Преимущества современного «дизеля»

• Низкий расход топлива. 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. Эффективные системы переработки топлива сделали из «грязного» дизеля миф прошлых лет.
• Большой ресурс. Дизельные агрегаты обычно служат на порядок больше, чем бензиновые аналоги.
• Высокий КПД. Дизельное топливо сгорает с большей «отдачей», чем бензиновое, благодаря особому способу воспламенения и продуманной конструкции камеры сгорания. Оптимальное давление, создаваемое в камере с высокой степенью сжатия, обеспечивает экономичный расход топлива с достижением максимальной мощности. Получается, что дизельный двигатель вырабатывает больше энергии, а значит — способен выдавать больше мощности, по сравнению с мотором на бензине.

Несмотря на очевидные преимущества дизельного двигателя над бензиновым, такой силовой агрегат, как и любое сложное техническое устройство, имеет свои недостатки. Так почему же многие автолюбители по-прежнему выбирают автомобили на бензине?

Недостатки дизельных моторов:

• Стоимость. Цена на машину с дизельным агрегатом обычно на треть выше. Низкий расход топлива иногда очень долго окупает эту разницу, если автомобиль ездит мало.
• Низкая цена на вторичном рынке. Через 5-7 лет эксплуатации дизельные варианты продаются сложнее. Все знают, что ремонт мотора с большим пробегом может обойтись в копеечку. Отсюда следующий пункт.
• Дорогой ремонт. Восстановление работоспособности форсунок и прочие вещи, связанные с ремонтов дизельного двигателя нагоняют ужас на будущих владельцев. Это вовсе не значит, что бензиновые двигатели всегда дешевле в обслуживании, но обычно именно агрегаты на тяжелом топливе тянут с владельцев много денег (если что-то случилось).
• Долгий прогрев двигателя в холодную погоду. Экономичное потребление топлива при высоком КПД делает дизельный агрегат более «холодным». Минимальный расход энергии на «самообслуживание» увеличивает время прогрева мотора.

Учитывая все плюсы и минусы дизельного двигателя, важно знать об особенностях его эксплуатации в зимний период. В отличие от бензиновых моторов, прогреть «дизель» тяжелее. Силовые агрегаты такого вида разогреваются до оптимальной температуры только в пути, когда нагрузка на систему достаточно велика. К сожалению, подобный принцип работы может стать причиной сокращения ресурса ДВС.

Большинство владельцев автомобиля с дизельным двигателем знают и о том, как долго прогревается салон в холодную погоду. Решается это проблема с помощью дополнительной климатической техники, за которую, конечно, придется доплатить.

Особенно пристальное внимание следует обратить на качество топлива для дизельного двигателя. Так называемая солярка бывает как летней, так и зимней. Летняя на морозе быстро становится густой массой из-за образования в ней парафина, в то время как в зимнее топливо добавляют присадки против кристаллизации. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта необходимо искать заправочные станции с качественным горючим и не забывать вовремя переходить на зимнее топливо. Специально для облегчения процесса холодного пуска двигателя разработаны системы предпускового подогрева. Исправное состояние свечей накаливания гарантируют своевременный прогрев камеры сгорания, предваряющий запуск мотора.

Очевидно, что обслуживание и ремонт дизельного двигателя обходятся дороже, чем устранение неисправностей бензинового мотора. Независимо от объема, агрегат требует более частой замены масла, смазки и фильтров. Межсервисный интервал для машин с дизельным ДВС примерно в два раза короче, чем для авто с бензиновым «движком».

При любой неисправности двигателя и появлении значка индикации на панели управления незамедлительно обращайтесь к профессионалам сервисных станций. Специалисты технических центров ГК FAVORIT MOTORS оказывают весь перечень услуг по ремонту и обслуживанию автомобилей с дизельными двигателями любой модификации. Все работы выполняются с помощью современного оборудования и с использованием качественных запасных частей. Не рискуйте дорогостоящей силовой установкой вашего автомобиля. Только квалифицированный мастер, прошедший обучение в учебных центрах автопроизводителя, способен найти верное решение возникшей проблемы.

устройство, принцип работы и классификация

Что такое ДВС?

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.

ДВС работает  благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.

Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).

Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т.е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).

Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.

• Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.
• Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
• Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты  (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:

1. Блок цилиндров. Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
2. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).
3. Газораспределительный механизм (ГРМ). Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.
   

   Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).

   Замену ГРМ проводят через каждые 60000 — 90 000 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.

   Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.

4. Система питания. В этом узле осуществляется подготовка топливно-воздушной смеси: хранение топлива, его очистка, подача в двигатель.
5. Система смазки. Главные компоненты системы – трубки, маслоприемник, редукционный клапан, масляный поддон и фильтр. Для контроля системы современные решения также оснащаются датчиками указателя давления масла и датчиком сигнальной лампы аварийного давления. Главная функция системы – охлаждение узла, уменьшение силы трения между подвижными деталями. Кроме того, система смазки  выполняет очищающую функцию, освобождает двигатель от нагара, продуктов, образованных в ходе износа мотора.
6. Система охлаждения. Важна для оптимизации рабочей температуры. Включает рубашку охлаждения, теплообменник (радиатор охлаждения), водяной насос, термостат и теплоноситель.
7. Выхлопная система. Служит для отвода от мотора продуктов сгорания.
   Включает:
   — выпускной коллектор (приёмник отработанных газов),
   — газоотвод (приёмная труба, в народе- «штаны»),
   — резонатор для разделения выхлопных газов и уменьшения их скорости,
   — катализатор (очиститель) выхлопных газов,
   — глушитель (корректирует направление потока газов, гасит шум).
8. Система зажигания. Входит в состав только бензодвигателей. Неотъемлемые компоненты системы – свечи и катушки зажигания. Самый популярный вариант конструкции – «катушка на свече». У двигателей внутреннего сгорания старого поколения также были высоковольтные провода и трамблер (распределитель). Но современные производители моторов, прежде всего, благодаря появлению конструкции «катушка на свече», могут себе позволить не включать в систему эти компоненты.
9. Система впрыска. Позволяет организовать дозированную подачу топлива.

В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.

Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС. 

Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

1. Поршень в цилиндре движется вниз.
2. Открывается впускной клапан.
3. В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
4. Поршень поднимается.
5. Выпускной клапан закрывается.
6. Поршень сжимает воздух.
7. Поршень доходит до верхней мертвой точки.
8. Срабатывает свеча зажигания.
9. Открывается выпускной клапан.
10. Поршень начинает двигаться вверх.
11. Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE. 

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

1. Такт выпуска.
2. Такт сжатия воздуха.
3. Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
4. Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.

Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

• Поршень двигается снизу-вверх.
• В камеру сгорания поступает топливо.
• Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
• Возникает компрессия. (давление).
• Возникает искра.
• Топливо загорается.
• Поршень продвигается вниз.
• Открывается доступ к выпускному коллектору.
• Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).

Классификация двигателей

Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс), выделяют два типа моторов: 

1. Ориентированные на цикл Отто. Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
2. Ориентированные на цикл Дизеля. Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.

Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.

А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.

И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.

Классификация двигателей в зависимости от конструкции

• Поршневой. Классический двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом. При работе принципа ДВС рассматривалась как раз такая конструкция. Ведь именно поршневые ДВС стоят на большинстве современных автомобилей.
• Роторные (двигатели Ванкеля). Вместо поршня установлен трехгранный ротор (или несколько роторов), а камера сгорания имеет овальную форму. У них достаточно высокая мощность при малых габаритах, отлично гасятся вибрации. Но производителям невыгодно выпускать такие моторы. Производство двигателей Ванкеля дорогостоящее, сложно подстроиться под регламенты выбросов СО2, обеспечить агрегату большой срок службы. Поэтому современные мастера СТО при ремонте и обслуживании с такими автомобилями встречаются крайне редко. Но знать о таких двигателях также очень важно. Может возникнуть ситуация, что на сервис привезут автомобили Mazda RX-8. RX-8 (2003 по 2012 годов выпуска) либо ВАЗ-4132, ВАЗ-411М. И у них стоят именно роторные двигатели внутреннего сгорания.

Классификация двигателей по принципу подачи воздуха

Подача воздуха также разделяет ДВС на два класса:

1. Атмосферные. При движении поршня мотор затягивает порцию воздуха. Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
2. Турбокомпрессорные. Организована дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания.

Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.

Атмосферные системы активно встречаются как среди дизельных, так и бензиновых моделей. Турбокомпрессорные ДВС – в большинстве своём, дизельные двигатели. Это связано с тем, что монтаж турбонаддува предполагает достаточно сложную конструкцию самого ДВС. И на такой шаг готовы пойти чаще всего производители авто премиум-класса, спорткаров. У них установка турбокомпрессора себя оправдывает. Да, такие решения более дорогие, но выигрыш есть в весе, компактности, показателе крутящего момента, уровни токсичности. Более того! Выигрыш есть и в расходе топлива. Его требуется существенно меньше.

Очень часто решения с турбокомпрессором выбирают автовладельцы, которые предпочитают агрессивный стиль езды, высокую скорость.

Преимущества ДВС

1. Удобство. Достаточно иметь АЗС по дороге или канистру бензина в багажнике – и проблема заправки двигателя легко решаема. Если же на машине установлен электромотор, зарядка доступна пока ещё не во всех местах.
2. Высокая скорость заправки двигателя топливом.
3. Длительный ресурс работы. Современные двигатели внутреннего сгорания легко работают в заявленный производителем период (в среднем 100-150 тыс. км. пробега), а некоторые и 300-350 тыс. км пробега. Впрочем, мировой рекордсмен – пробег и вовсе ~4 800 000 км. И здесь нет лишних нулей. Такой рекорд установлен на двигателе Volvo» P1800. Единственное, за время работы двигатель два раза проходил капремонт.
4. Компактность. Двигатели внутреннего сгорания существенно компактнее, нежели двигатели внешнего сгорания.

Недостатки ДВС

При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.

Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).

Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.

Автомеханики называют ДВС сердцем авто, инженеры модернизируют ГРМ, а производители бензина не беспокояться о том, что все перейдут на электротранспорт.

Система питания карбюраторного двигателя — как это работает

Правильность работы системы питания карбюраторного движка – вопрос крайне важный. Если система будет работать со сбоями, то проблема возникнет и с эксплуатацией самого автомобиля. Система питания отвечает за очистку, хранение и передачу горючего с воздухом, а также играет непосредственную роль в создании возгораемой смеси, формировании необходимого объема этой смеси и передаче ее в цилиндры двигателя. Несмотря на сложное устройство этого механизма, за его состоянием нужно постоянно следить, чтобы все детали были в порядке и нормально функционировали.

В чем же отличие карбюраторного двигателя от дизельного?

До того, как разбираться в деталях работы карбюраторной системы, имеет смысл указать на то, что именно собой представляет карбюраторный движок и какие именно особенности в его работе. У подобных двигателей внутреннего сгорания зажигание автономное, а смесеобразование происходит вне системы. Так в цилиндры вводится уже готовая топливная смесь. Подготовка топливовоздушной смеси зачастую происходит в карбюраторе, отчего и произошло название такого типа движка.

Карбюраторные моторы работают по следующему принципу: топливная смесь, сжатие которой происходит в камере сгорания, воспламеняется от электроискровой системы зажигания. Иногда может использоваться калильная трубка, то такие двигатели устанавливаются в бюджетных моделях автомобилей с малыми габаритами. В общем, карбюраторный двигатель отличается от дизеля тем, что его топливная смесь формируется в карбюраторе, а не в цилиндре. Плюс ко всему, карбюраторный движок использует бензин как топливо, а дизельный двигатель, соответственно, дизельное горючее.

Почему ломается система питания карбюраторного двигателя?

Самыми важными элементами системы питания карбюраторного двигателя являются поплавковая камера, которая отвечает за уровень горючего в карбюраторе, эмульсионные трубки и жиклеры, которые используются при расчете количества и дозы необходимого количества топлива и воздуха. Без внимания нельзя оставлять такую важную деталь, как диффузор. Этот элемент представлен в виде трубки с зауженной частью, скорость движения воздуха по которой резко возрастает в тот момент, когда открывается дроссельная заслонка. Так образовывает разряжение, которое способствует поступлению горючего в двигатель.

Карбюраторный двигатель – система очень надежная, поломки в ней случаются достаточно редко, но все же ремонтировать ее иногда необходимо. Система может выйти из строя по причине использования низкокачественного горючего, из-за чего происходит детонация двигателя, прогорают прокладки цилиндрических головок или головки клапана. Также может увеличится расход горючего. Если такая неисправность имеет место быть, то водитель будет слышать достаточно характерный звук. Если недостаточно или несвоевременно ухаживать за приводами и трубопроводами, которые отвечают за подачу смеси топлива и воздуха, то это приведет к нарушению этой самой подачи, отчего в следствии может произойти пожар. Также значительно снижается мощность машины, автомобиль будет с трудом запускаться, движок может работать крайне нестабильно на холостом ходу.

Нужен ли ремонт системы питания карбюраторного двигателя?

Очень важно постоянно следить за тем, в каком состоянии находится система питания карбюраторного движка. Нужно обращать особое внимание на сколько герметичен корпус воздушного фильтра, топливопровод, трубопровод, по которому «идет» горючее для впрыска и выводятся отработанные газы. Кроме всего прочего, нужно осуществлять промывку всех воздушных фильтров и самого карбюратора, причем минимум дважды в год.

В случае появления признаков нарушений в работе, то перед началом ремонта нужно точно убедиться в том, что проблема в топливной системе. Для этого систему нужно проверить, оценив объем горючего в бензобаке при неработающем двигателе. Также нужно просмотреть состояние прокладок, которые находятся под пробкой наливной горловины. Также следует оценить, на сколько уплотнены карбюраторные соединения, соединения топливного насоса, воздушного фильтра, глушителя, трубопроводов. Бензобак, тройники, топливопровод и штуцеры должен быть надежно закрепленным. Если движок рабочий, то нужно проверить его на предмет утечек в местах, где находится соединение топливного бака, карбюратора и топливопроводов.

Так как двигатель является ключевым элементом автомобиля, то и следить за его состоянием нужно соответствующим образом. Если упустить момент, то можно дорого поплатиться за это. Причем последствия могут быть самыми непредсказуемыми. Удачи Вам на пути.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Рабочий цикл авто с дизельным двигателем отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный  воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.

Первый такт — впуск.

Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем). Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление  0.08—0.09 МПа. Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.

Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного  двигателя:

а — впуск воздуха; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан

Второй такт — сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется исправностью деталей КШМ и равна 17—21.

Третий такт — рабочий ход.

В конце такта сжатия (20—30 градусов угла поворота коленчатого вала ло прихода поршня в ВМТ) с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением (15—20 МПа) в мелкораспыленном виде впрыскивается порция топлива. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются. При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличиваются лишение и температура образовавшихся газов. В начале такта расширения давление газов составляет 7—8 МПа. а температура 2100—2300 К. Под действием давления поршень перемешается от ВМТ к НМТ, совершая полезную работу. Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют 0,2-0,4 МПа .

Четвертый такт — выпуск.

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200.  После этого рабочий цикл дизеля повторяется.
В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода. Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).

При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.
Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1.5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.
К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.

Работа дизельного двигателя, подробнее

Вот почему дизельный двигатель не может использовать карбюратор

Фото: Volkswagen

Если вы когда-нибудь заподозрите, что слишком комфортно себя чувствуете с вашим собственным уровнем знаний о мире, есть простой простой трюк, который вы можете постарайтесь смириться, быстро и решительно. Когда какой-то факт, который вы знаете, приходит вам в голову, найдите момент и спросите: «Почему это?» Бьюсь об заклад, это не займет много времени, прежде чем ты ударишься по тому, что поставит тебя в тупик. Я знаю, что это не заняло много времени, и остановил меня тот факт, что «дизельные двигатели — это только впрыск топлива, а не карбюратор».«Хорошо, почему это? Я понял, что не совсем уверен, поэтому обратился к кому-то умнее меня.

Ну, не только умнее меня — таких людей можно найти практически везде; бросьте открытый пакет с чили в толпу, и держу пари, что большинство людей, кричащих на вас, подойдут. Нет, мне нужен был кто-то более умный, чем я, в области дизельных двигателей, и, к счастью, у нас был такой: Габриэль Морено, инженер-механик, со всеми этими буквами после его имени: BSMET, MSIE и Sys.Англ. Cert., Так что вы знаете, что он не балуется.

Габриэль работает на очень известного производителя дизельных двигателей (поскольку он не говорит от лица компании, я не буду упоминать, какой именно), но он абсолютно знает, о чем говорит о дизельных двигателях.

Хорошо, вот его объяснение, почему в дизелях никогда не использовались карбюраторы:

Как вы знаете, бензиновые двигатели бывают с искровым зажиганием, двигателями внутреннего сгорания и поршневыми двигателями. Они полагаются на искру, которая прыгает с электрода на заземляющую ленту в нужный момент, чтобы воспламенить топливно-воздушную смесь внутри цилиндра.С другой стороны, дизельные двигатели — это двигатели с воспламенением от сжатия, внутреннего сгорания и поршневые двигатели. Это означает, что топливно-воздушная смесь внутри цилиндра воспламеняется не от искры, а от тепла, создаваемого при сжатии воздушно-топливной смеси внутри цилиндра. Вот почему дизельные двигатели имеют гораздо более высокую степень сжатия по сравнению с бензиновыми двигателями, а также их термический КПД.

Итак, теперь, когда изложено фундаментальное различие между бензином и дизелем, давайте перейдем к вашему вопросу: почему нельзя использовать карбюратор на дизеле? Ну, поскольку топливно-воздушная смесь воспламеняется теплотой сжатия, у нас должен быть способ рассчитать время начала воспламенения.Мы делаем это в бензиновом двигателе, используя синхронизацию зажигания, но без свечи зажигания в дизельном двигателе мы делаем это, рассчитывая впрыск топлива. Если бы мы попытались запустить дизель с карбюратором, он бы работал очень плохо, потому что на каждом такте впуска мы подавали в цилиндр воздух и топливо одновременно. Цилиндр сработает, как только смесь станет достаточно горячей, но это будет в чрезвычайно сложном состоянии. Скорее, дизель должен использовать топливную систему высокого давления, которая впрыскивает топливо в точное время, и это должно быть высокое давление, чтобы давление топлива могло преодолевать давление в цилиндре и вытекать из инжектора, несмотря на заправку в точке цикла, где цилиндр давление высокое, поскольку поршень приближается к верхней мертвой точке.Используя форсунку высокого давления, мы можем контролировать синхронизацию подачи топлива (и, следовательно, скорость двигателя), а контроль количества топлива, проходящего через форсунку, определяет, какое давление в цилиндре создается (и, следовательно, крутящий момент).

Подумайте о времени впрыска дизельного топлива, как о кривой искры, созданной распределителем на карбюраторном двигателе. Без возможности управления синхронизацией дизельного топлива мы не могли бы заставить двигатель набирать обороты или производить мощность. Карбюратор на дизельном двигателе только позволял топливу течь постоянно, без контроля времени подачи топлива.

G / O Media может получить комиссию

Ааа, в этом есть смысл! Я знал, что дизели — это двигатели с воспламенением от сжатия, но связь, которую я не смог установить, заключалась в том, что это, по сути, означало, что синхронизация сгорания будет зависеть от того, когда топливо было впрыснуто в цилиндр!

Если нет свечей зажигания, управляемых дистрибьютором, как еще вы могли бы контролировать, когда данный цилиндр должен достичь рабочего хода? Вам нужно будет рассчитать время, контролируя, когда вы впрыскиваете туда дизельное топливо.Конечно! Это также означает, как пояснил мне Габриэль, что впрыск топлива должен быть в какой-то форме прямым впрыском, поскольку с каждым цилиндром нужно обращаться индивидуально, поэтому установка корпуса дроссельной заслонки не будет работать.

(Я знаю, что есть дизельные двигатели с непрямым впрыском, которые не впрыскиваются непосредственно в камеру сгорания, но они по-прежнему направлены на определенные цилиндры, поэтому они не похожи на общую установку корпуса дроссельной заслонки.)

Фото: Джон Deere

Это также означает, как пояснил мне Габриэль, что впрыск топлива должен быть в какой-то форме прямым впрыском, поскольку с каждым цилиндром нужно обращаться индивидуально, поэтому установка корпуса дроссельной заслонки не будет работать.

Это также означает, что нажатие на педаль хода дизеля приводит к более богатой топливно-воздушной смеси в цилиндр, и если эта смесь на слишком богата на без достаточного массового расхода воздуха, что приводит к плохому сгоранию, то вы получаете много из черных твердых частиц, из-за чего получается «катящийся уголь», из-за чего многие люди злятся.

Итак, смотрите, мы даже выяснили, как изменение топливно-воздушной смеси в двигателе может вызвать мощность, тепло, и гнев!

Я знал, что системы впрыска дизельного топлива имели абсурдно высокое давление топлива — предположим, от 10 000 до 30 000 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с системами впрыска бензина, которые работают при давлении от 10 до 60 фунтов на квадратный дюйм, — но теперь, наконец, благодаря объяснению Габриэля, все это имеет смысл.

Поскольку дизели имеют действительно высокую степень сжатия — обычно от 14: 1 до 23: 1, — топливо необходимо впрыскивать под очень высоким давлением, чтобы преодолеть и без того высокое давление внутри цилиндра примерно при максимальной степени сжатия, то есть когда топливо нагнетается. впрыскивается для сгорания.

Дизельный двигатель — обзор

Дизельный двигатель

V

Дизельный двигатель, также известный как двигатель с воспламенением от сжатия, отличается от четырехтактного двигателя SI технологией подачи топлива и, как следствие, сгоранием процесс.Общий цикл четырехтактный (т.е. впуск, сжатие, расширение и выпуск), но в отличие от искрового зажигания, при котором воздушно-топливная смесь втягивается в цилиндр во время такта впуска, только воздух подается в цилиндр во время такт впуска дизельного двигателя. Во время такта сжатия давление и температура воздуха повышаются за счет процесса сжатия. Конструктивно температура воздуха в процессе сжатия выше, чем температура самовоспламенения топлива, предназначенного для использования.Жидкое топливо вводится путем впрыска в цилиндр, когда поршень проходит около верхней мертвой точки. В этот момент цикла топливо самовоспламеняется при входе в цилиндр и горит как диффузионное пламя.

Этот метод подачи топлива дает два очень важных преимущества по сравнению с методами, используемыми в двигателе SI. Во-первых, поскольку во время сжатия в цилиндре находится только воздух, неконтролируемое зажигание не играет роли. Следовательно, очень высокие степени сжатия могут использоваться для обеспечения высокого КПД цикла.На практике необходимы высокие степени сжатия, чтобы обеспечить температуру сжатого воздуха выше, чем температура самовоспламенения используемого топлива. Во-вторых, топливо, впрыскиваемое в цилиндр, начинает гореть, когда попадает в горячие сжатые газы внутри цилиндра. Таким образом, дизельный двигатель не требует дискретного источника зажигания, такого как свеча зажигания. Это позволяет двигателю работать в очень широком диапазоне соотношений воздух-топливо независимо от требований к пределу воспламенения. Кроме того, впрыскивается только топливо, необходимое для выполнения работы, необходимой во время любого заданного цикла двигателя.Поскольку впрыск топлива контролирует работу, производимую двигателем, а не количество воздушно-топливной смеси, подаваемой в двигатель, как в двигателях SI, нет необходимости дросселировать воздух, поступающий в дизельный двигатель. Это почти исключает потери от дросселирования в дизельном двигателе. Таким образом, потери на дросселирование не снижают эффективность двигателя при частичной нагрузке, как это происходит с двигателем SI.

Проблемы с выбросами выхлопных газов дизельных двигателей в первую очередь связаны с выбросами углеводородов, выбросами твердых частиц, выбросами оксидов азота и запахами.Окись углерода редко представляет собой проблему, поскольку общее соотношение воздух-топливо довольно велико, а частичное окисление несгоревшего топлива в выхлопе невелико.

Выбросы углеводородов и твердых частиц связаны с плохой конструкцией распылительной форсунки, подтеканием топливной форсунки и чрезмерным смачиванием стенок цилиндра топливом во время впрыска. Однако нет четкого понимания образования УВ и твердых частиц и их последующего выброса. Следовательно, в обозримом будущем дизельные двигатели будут страдать от этих выбросов.

Выбросы оксида азота являются серьезной проблемой для дизельных двигателей. Поскольку локальную температуру сгорания в дизельных двигателях практически невозможно контролировать, NOx по-прежнему будет проблемой выбросов в обычных дизельных двигателях.

Пахучие компоненты выхлопных газов дизельных двигателей обычно представляют собой высокомолекулярные частично окисленные углеводороды. К сожалению, общее знание того, что они собой представляют, не помогло предотвратить их образование в процессе сгорания дизельного двигателя.В результате попыток уменьшить выбросы углеводородов и твердых частиц был достигнут определенный успех в уменьшении запаха выхлопных газов дизельных двигателей; однако появление запаха выхлопных газов дизельного двигателя остается относительно необъяснимым.

Наддув используется как в дизельных, так и в стандартных двигателях для увеличения начального давления в цилиндре в начале такта сжатия. Это позволяет двигателю SI данного размера принимать больший объем топливовоздушного заряда, чем это было бы возможно при только атмосферном давлении, приводящем в действие систему.Дизельный двигатель также может развивать большую мощность при наддуве. Наддув может осуществляться компрессорами, приводимыми в действие выхлопными газами (турбонаддув) или непосредственно коленчатым валом (наддув).

Разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем (с таблицей)

Автомобильная промышленность имеет тесную связь с человеческим сообществом. Это вид транспорта, который большинство из них используют для поездок на работу.

Это может быть общественный транспорт или частный автомобиль, разница в стоимости в большинстве случаев влияет на образ жизни.Частные автомобильные компании придумали снижение цен и множество маркетинговых стратегий, чтобы привлечь клиентов к покупке их продукции.

Первый вопрос, который люди задают, когда видят новый автомобиль, — это пробег, который он предлагает. Хотя существует множество причин, влияющих на пробег, единственная причина, по которой характеристики автомобиля определяются, — это двигатель.

Есть автомобили с бензиновым двигателем, дизелем и бензином. У них есть свои различия в производительности, и люди выбирают конкретный двигатель полностью в зависимости от личных предпочтений.

Текущая тенденция заключается в покупке автомобилей с дизельным или бензиновым двигателем. Причин может быть много, цена, пробег, плавность хода, но разумно понимать различия между двумя двигателями.

Дизельный двигатель и бензиновый двигатель

Разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем заключается в процессе впрыска и сгорания. В дизельном двигателе сначала сжимается воздух, а топливо впрыскивается для сгорания, в то время как в случае бензинового двигателя топливо сначала смешивается с воздухом, а затем сжимается поршнями, чтобы создать искру от свечей зажигания. чтобы произошло возгорание.

---

Таблица сравнения дизельного и бензинового двигателей (в табличной форме)

Для бензиновых двигателей

Параметр сравнения	Дизельный двигатель	Бензиновый двигатель
Процесс сгорания	Воздух сжат сначала, а затем топливо впрыскивается, чтобы произошло сгорание	Сначала воздух и топливо смешиваются, а затем впрыскиваются, чтобы свеча зажигания зажгла его, что вызывает возгорание.
Свеча зажигания	Дизельный двигатель не имеет свечи зажигания.	требуется свеча зажигания, которая является неотъемлемой частью карбюратора.
Топливная эффективность	Топливная эффективность дизельного автомобиля выше, чем у бензинового двигателя.	Топливная эффективность бензинового двигателя ниже, чем у дизельного двигателя.
Стук двигателя	Дизельные двигатели издают больше шума, потому что имеют больший крутящий момент.	Бензиновые двигатели тише дизельных
Электрооборудование	Дизельные двигатели не требуют электрического оборудования, но требуют генератора переменного тока.	Для бензинового двигателя требуются змеевик, распределитель и генератор.

---

Дизельный двигатель — это тип двигателя, в котором воспламенение топлива происходит из-за повышения температуры воздуха в цилиндре из-за механического сжатия. Дизельный двигатель также называется двигателем внутреннего сгорания (ДВС)

Дизельный двигатель работает только за счет сжатия воздуха.Для зажигания не требуются свечи зажигания.

Сжатие воздуха увеличивает температуру воздуха внутри цилиндра, и дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания, которая самовоспламеняется. Процесс смешения называется неоднородной топливовоздушной смесью, поскольку топливо неравномерно распределено в воздухе.

Считается, что дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД. Это происходит из-за его высокой степени расширения, а также из-за сжигания обедненной смеси, которое способствует отводу тепла за счет избытка воздуха.

Изначально дизельные двигатели использовались на пароходах. Дизельные двигатели могут быть как двухтактными, так и четырехтактными.

Использование дизельных двигателей на судах началось раньше, чем на грузовиках и других тяжелых транспортных средствах. Появление дизельных двигателей для отечественных автомобилей произошло позже. Дизельный двигатель имеет высокий крутящий момент и может создавать много шума по сравнению с другими аналогами.

Дизельный двигатель может также иметь узел, называемый свечой накаливания, который позволяет запускать двигатель в холодное время года.

Что такое бензиновый двигатель?

Бензиновый двигатель — это тип двигателя, который сжимает и смешивает воздух и топливо, что происходит механически, в то время как свеча зажигания воспламеняет топливо. Это также двигатель внутреннего сгорания (ДВС), но для него требуется свеча зажигания.

Бензиновый двигатель работает по циклу Отто, где воздух и топливо смешиваются в карбюраторе. Топливо воспламеняется электрической искрой от свечи зажигания.

Выработка энергии в бензиновом двигателе ниже, и в бензиновом двигателе используются легколетучие виды топлива.Бензиновый двигатель назван за низкие эксплуатационные расходы, но расход топлива высокий.

Бензиновые двигатели используются в легковых автомобилях, таких как автомобили, мотоциклы. Шум от бензинового двигателя очень низкий, а иногда и неплохой.

Бензиновые двигатели имеют более высокую скорость вращения, поскольку они имеют более легкие поршни, шатуны и коленчатый вал. Это еще и потому, что бензин горит быстро.

Бензиновые двигатели могут быть как двухтактными, так и четырехтактными. Бензиновые двигатели могут иметь от 1 до 6 цилиндров или от 2 до 12 цилиндров в зависимости от конструкции.

Бензиновые двигатели легко охлаждаются. Это делается с помощью методов воздушного охлаждения.

Некоторые конструкции бензиновых двигателей также имеют охлаждающую жидкость, присутствующую в радиаторе. Раньше жидкостью была вода, а в наши дни многие охлаждающие жидкости пришли на смену воде в качестве методов быстрого охлаждения.

---

Основные различия между дизельным двигателем и бензиновым двигателем

1. Оба двигателя имеют свои преимущества для автомобильной промышленности, однако между ними есть много различий.Основное различие между дизельным двигателем и бензиновым двигателем — это процесс впрыска и сгорания. В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндр, куда впрыскивается топливо, и он самовоспламеняется, в то время как бензиновый двигатель может сначала сжимать как воздух, так и топливо, которое сжимается в цилиндре, который имеет свечу зажигания для воспламенения топлива.
2. Дизельный двигатель работает за счет сжатия воздуха и не требует свечи зажигания для воспламенения топлива, в то время как бензиновый двигатель требует свечи зажигания в карбюраторе.
3. Всегда отмечается, что топливная эффективность дизельного двигателя больше, чем у бензиновых двигателей
4. Дизельные двигатели в основном используются в тяжелых моторных транспортных средствах, таких как грузовики и тягачи, в то время как бензиновые двигатели используются в легких моторных транспортных средствах, таких как автомобили, мотоциклы .
5. Дизельный двигатель издает шум, а бензиновый двигатель работает плавно и тихо.

---

Дизельный или бензиновый двигатель — потрясающие изобретения для современного транспорта.Бензиновые двигатели имеют плавный ход и широко используются в автомобилях класса люкс. Он тише, в то время как дизельные двигатели проявляют присутствие своим шумом.

Дизельные двигатели отлично подходят как для транспортных, так и для многих других отраслей промышленности. Если бы не дизельное топливо, не было бы транспортных средств, которые могли бы доставить продукты домой по более низкой цене.

Тем не менее, загрязнение вызвано обоими двигателями, и это связано с топливом, а не с двигателем как таковым. Покупка автомобиля с подходящим двигателем в конечном итоге остается за клиентом.

---

1. https://ehp.niehs.nih.gov/doi/abs/10.1289/ehp.94102s485
2. https://www.osti.gov/biblio/5967871

Дизельный двигатель — Energy Education

Рисунок 1 Схема рядного четырехцилиндрового двигателя. Поршни серые, коленчатый вал зеленый, блок прозрачный ^[1]

Дизельный двигатель — это тип теплового двигателя внутреннего сгорания, работающего на дизельном топливе. Эти двигатели работают с небольшими электрическими генераторами, называемыми дизельными генераторами, часто в отдаленных районах, а также с двигателями легковых и грузовых автомобилей (как больших, так и малых).

Процессы

Зажигание топлива

В дизельных двигателях топливо воспламеняется за счет сжатия. Температура молекул газа повышается, когда объем уменьшается из-за закона идеального газа (если газ не охлаждается одновременно). На это полагаются дизельные двигатели. Поршень сжимает воздух в цилиндре (см. Рис. 1), в результате чего он становится очень горячим. Затем дизельное топливо распыляется в форсунках, и в горячий воздух распыляется туман. Горячий воздух немедленно воспламеняет топливо, обеспечивая воспламенение. ^[2]

Это зажигание заставляет дизельное топливо гореть кислородом из атмосферы, который превращает химическую энергию в повышенную температуру, что позволяет газу выталкиваться обратно на поршень, см. Рис. 1.

В холодном состоянии в дизельных двигателях используется нагретый кусок металла, называемый свечой накаливания, для зажигания дизельного топлива. ^[3]

Запуск

Запуск дизельного двигателя сложнее, чем запуск бензинового, из-за того, как дизельные двигатели воспламеняют свое топливо.Дизельный стартер должен быть достаточно мощным, чтобы сжимать газ внутри цилиндров, воспламеняя дизельную смесь с воздухом. Это требует более высокого потребления мощности, чем традиционный двигатель с искровым зажиганием, поэтому дизельные двигатели имеют более прочные батареи.

Детали дизельного двигателя

Блок

Блок — это основа двигателя. Это большой металлический блок, обычно из алюминия или стали, с прорезанными в нем отверстиями для цилиндров.

Цилиндры

Цилиндры двигателя — это то место, где выполняется работа.Топливо впрыскивается в цилиндры, где оно воспламеняется за счет сжатия дизельного топлива и воздуха вместе, что приводит к взрыву. Этот взрыв перемещает поршни, выполняя работу, позволяя транспортному средству двигаться вперед.

Поршни

Поршни — это устройства, которые скользят вверх и вниз внутри цилиндров. Их работа заключается в том, чтобы входить и выходить, соединенные с коленчатым валом, чтобы сжимать воздух, впрыскиваемый в камеру, — это вызывает нагрев воздуха. Объем воздуха, поступающего в камеру, сжимается примерно в 14-25 раз по сравнению с первоначальным объемом. ^[4]

Распредвал

основная статья

Распределительный вал — это устройство, которое управляет синхронизацией двигателя. Работа распределительного вала — регулировать, когда топливо впускается в двигатель, а когда выпускается выхлоп. Эта, казалось бы, простая работа может сильно повлиять на производительность двигателя.

Форсунки

Топливная форсунка предназначена для распыления топлива. Это означает превращение жидкого топлива в туман, что резко увеличивает площадь его поверхности.Это позволяет топливу сгорать быстрее, давая больший импульс поршню. Топливные форсунки являются улучшением по сравнению с карбюраторами, поскольку они требуют меньшего обслуживания и лучше распыляют топливо. Впрыск топлива позволяет повысить эффективность двигателя, что может привести к увеличению мощности и увеличению расхода топлива.

Коленчатый вал

основная статья

Коленчатый вал является наиболее важной частью двигателя, потому что он соединяет части вместе и позволяет двигателю создавать мощность.Его цель — превратить линейное (вверх и вниз) движение поршней во вращательное движение. Один конец коленчатого вала прикреплен к распределительному валу с помощью зубчатого ремня. Другой конец подключен к маховику, который регулирует мощность, выходящую из двигателя, что-то вроде устройства защиты от перенапряжения для вашего компьютера.

Стартер

Это одно из самых больших отличий дизельного двигателя от бензинового. Поскольку дизельные двигатели воспламеняют свое топливо за счет сжатия, стартер должен иметь возможность вызывать это сжатие, чтобы двигатель начал двигаться.Это означает, что аккумулятор на автомобиле с дизельным двигателем должен быть более мощным, чем аккумулятор на автомобиле с бензиновым двигателем.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Ранняя история дизельного двигателя

Ранняя история дизельного двигателя

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : В 1890-х годах Рудольф Дизель изобрел эффективный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, который носит его имя.Ранние дизельные двигатели были большими и работали на низких оборотах из-за ограничений их систем впрыска топлива с подачей сжатого воздуха. В первые годы своего существования дизельный двигатель конкурировал с другой концепцией двигателя на тяжелом дизельном топливе — двигателем с горячей лампой, изобретенным Акройд-Стюарт. Высокоскоростные дизельные двигатели были представлены в 1920-х годах для коммерческих автомобилей и в 1930-х годах для легковых автомобилей.

Изобретение Рудольфа Дизеля

Рудольф Дизель, наиболее известный за изобретение двигателя, носящего его имя, родился в Париже, Франция, в 1858 году.Его изобретение появилось в то время, когда паровая машина была основным источником энергии в крупных отраслях промышленности.

Рисунок 1 . Рудольф Дизель (1858-1913)

В 1885 году Дизель открыл свой первый магазин в Париже, чтобы начать разработку двигателя с воспламенением от сжатия. Процесс продлился 13 лет. В 1890-х он получил ряд патентов на изобретение эффективного двигателя внутреннего сгорания с медленным горением и воспламенением от сжатия [2856] [2857] [2858] [2859] .С 1893 по 1897 год Дизель развивал свои идеи в Maschinenfabrik-Augsburg AG (позже Maschinenfabrik-Augsburg-Nürnberg или MAN). Помимо MAN, швейцарские братья Зульцер рано проявили интерес к работе Дизеля, купив определенные права на изобретение Дизеля в 1893 году.

В компании MAN в Аугсбурге 10 августа 1893 года начались испытания прототипа конструкции с диаметром цилиндра 150 мм и ходом поршня 400 мм. Хотя первые испытания двигателя не увенчались успехом, ряд улучшений и последующих испытаний привели к успешному испытанию 17 февраля 1897 года, когда Дизель продемонстрировал КПД 26.2% с двигателем, рис. 2, под нагрузкой — значительное достижение, учитывая, что популярный в то время паровой двигатель имел КПД около 10%. Первый дизельный двигатель компании Sulzer был запущен в июне 1898 г. [388] [2860] . Дополнительные сведения о ранних испытаниях Дизеля можно найти в литературе [2864] [2265] .

Рисунок 2 . Третий испытательный двигатель Дизеля, успешно прошедший приемочные испытания 1897 года.

1 цилиндр, четырехтактный, водяного охлаждения, воздушный впрыск топлива
Мощность: 14.7 кВт (20 л. Ход поршня: 400 мм

Разработка изобретения Дизеля потребовала больше времени и усилий, чтобы добиться коммерческого успеха. Многие инженеры и разработчики присоединились к работе над повышением жизнеспособности идеи, созданной Рудольфом Дизелем. С другой стороны, этот процесс несколько напугал его, и ему не всегда удавалось найти общий язык с другими конструкторами двигателей, разрабатывающими его изобретение.Попытки Diesel продвигать на рынок еще не готовый двигатель в конечном итоге привели к нервному срыву. В 1913 году, глубоко обеспокоенный критикой его роли в разработке двигателя, он загадочным образом исчез с корабля во время путешествия в Англию, предположительно покончив с собой [389] . Когда срок действия патентов Дизеля начал истекать, ряд других компаний взяли его изобретение и развили его дальше.

###

Основы двигателя внутреннего сгорания

| Министерство энергетики

Двигатели внутреннего сгорания обеспечивают исключительную управляемость и долговечность, от них в Соединенных Штатах полагается более 250 миллионов транспортных средств по шоссе.Наряду с бензином или дизельным топливом они также могут использовать возобновляемые или альтернативные виды топлива (например, природный газ, пропан, биодизель или этанол). Их также можно комбинировать с гибридными электрическими силовыми агрегатами для увеличения экономии топлива или подключаемыми гибридными электрическими системами для расширения ассортимента гибридных электромобилей.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Горение, также известное как горение, является основным химическим процессом высвобождения энергии из топливно-воздушной смеси. В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) воспламенение и сгорание топлива происходит внутри самого двигателя.Затем двигатель частично преобразует энергию сгорания в работу. Двигатель состоит из неподвижного цилиндра и подвижного поршня. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал. В конечном итоге это движение приводит в движение колеса транспортного средства через систему шестерен трансмиссии.

В настоящее время производятся два типа двигателей внутреннего сгорания: бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. Большинство из них представляют собой четырехтактные двигатели, а это означает, что для завершения цикла требуется четыре хода поршня.Цикл включает четыре различных процесса: впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск.

Бензиновые двигатели с искровым зажиганием и дизельные двигатели с воспламенением от сжатия различаются по способу подачи и воспламенения топлива. В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом, а затем вводится в цилиндр во время процесса впуска. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая возгорание. Расширение дымовых газов толкает поршень во время рабочего хода.В дизельном двигателе только воздух всасывается в двигатель, а затем сжимается. Затем дизельные двигатели распыляют топливо в горячий сжатый воздух с подходящей дозированной скоростью, вызывая его возгорание.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания

За последние 30 лет исследования и разработки помогли производителям снизить выбросы ДВС определенных загрязняющих веществ, таких как оксиды азота (NOx) и твердые частицы (PM), более чем на 99%, чтобы соответствовать стандартам выбросов EPA. . Исследования также привели к улучшению характеристик ДВС (мощность в лошадиных силах и время разгона 0-60 миль в час) и эффективности, помогая производителям поддерживать или увеличивать экономию топлива.

Узнайте больше о наших передовых исследованиях и разработках двигателей внутреннего сгорания, направленных на повышение энергоэффективности двигателей внутреннего сгорания с минимальными выбросами.

Различные части 4-тактного двигателя

4-тактный двигатель — это тип небольшого двигателя внутреннего сгорания, в котором для завершения одного рабочего цикла используются четыре различных хода поршня. Во время этого цикла коленчатый вал дважды поворачивается, а поршень дважды поднимается и опускается, чтобы запустить свечу зажигания.

Что такое 4-тактный двигатель?

Как упоминалось выше, 4-тактный двигатель использует четыре отдельных поршневых цикла — завершенные циклы подъема и опускания — для достижения одного цикла мощности. Они имеют немного более сложную конструкцию, чем двухтактные двигатели, в которых есть отсек для масла, а это значит, что вам не нужно предварительно смешивать топливо. Эта особенность способствует более чистым выбросам, делая 4-тактные двигатели более экологически чистым вариантом.

Благодаря более крупной конструкции 4-тактные дизельные и бензиновые двигатели, как правило, больше 2-тактных двигателей и весят больше.У 4-тактного двигателя также больше деталей, но все эти дополнительные функции имеют отличные преимущества. Они помогают 4-тактным двигателям работать с гораздо более низким уровнем шума, обеспечивают лучшую топливную экономичность и продлевают срок службы. Они также обеспечивают более высокий крутящий момент при более низких оборотах.

Перечень деталей 4-тактного двигателя

В состав 4-тактного двигателя малой мощности входят:

• Поршень
• Коленчатый вал
• Распредвал
• Свеча зажигания
• Цилиндр
• Клапаны
• Карбюратор
• Маховик
• Шатун
• Форсунки топливные

Какие ходы у 4-тактного двигателя?

Вот детали и функции 4-х тактного дизельного двигателя.

1. Ход всасывания

Малые двигатели получают топливо и воздух через карбюратор. Затем карбюратор объединяет топливо и воздух для сгорания. Во время такта впуска впускной клапан между камерой сгорания и карбюратором открывается, что позволяет атмосферному давлению выталкивать топливно-воздушную смесь в цилиндр, когда поршень движется вниз.

2. Ход сжатия

Впускной и выпускной клапаны закрыты в такте сжатия. По мере того, как поршень движется вверх, он сжимает топливно-воздушную смесь.Сжатие облегчает воспламенение свечой зажигания топливно-воздушной смеси в рабочем такте.

3. Рабочий ход

Когда поршень достигает вершины, это оптимальная точка для воспламенения топлива. Свеча зажигания создает высокое напряжение, необходимое для зажигания. Тепло, создаваемое искрой, воспламеняет газ, который затем заставляет поршень вернуться в цилиндр.

4. Ход выхлопа

Когда поршень достигает дна, выпускной клапан открывается.Когда поршень движется обратно вверх, он вытесняет выхлопные газы из цилиндра. Как только поршень достигает вершины, выпускной клапан снова закрывается. Впускной клапан снова открывается, и 4-тактный процесс повторяется.

Общие приложения для 4-тактных двигателей

Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенными двигателями внутреннего сгорания. Они используются в широком спектре различных приложений в различных отраслях промышленности, наиболее распространенными из которых являются:

• Гидроцикл
• Мотоциклы
• Легковые и грузовые
• Ходовые и толкающие газонокосилки
• Внедорожники и мотоциклы-внедорожники

Двух- и четырехтактные двигатели не взаимозаменяемы.Всегда обязательно используйте компоненты 4-тактного двигателя и жидкости для обслуживания при выполнении обслуживания и ремонта.

Свяжитесь с Prime Source Parts and Equipment сегодня

В Prime Source Parts and Equipment мы предлагаем решения по поддержке продукции и стремимся помочь нашим клиентам найти именно те детали, которые нужны. Благодаря нашей обширной сети поставщиков у нас есть беспрецедентный доступ к лучшим запасным частям.

Если вам нужны запчасти или услуги для 4-тактных малогабаритных двигателей, свяжитесь с нами сегодня.Наши опытные сотрудники и технические специалисты помогут вам точно определить, какие решения лучше всего подходят для ваших нужд.