Дизельный двигатель — двигатель, воспламенение рабочей смеси в котором обеспечивается от воздействия разогретого при сжатии воздуха. Первый двигатель, работающий по такому принципу, был построен в 1897 году Рудольфом Дизелем, чьим именем он и называется по сей день.
По основному конструктиву он имеет общие черты с бензиновым двигателем. Он тоже имеет блок цилиндров, головку блока цилиндров, может иметь распределительный вал, впускной и выпускной коллектора или патрубки.
Также он может работать как по двухтактному, так и по четырехтактному циклу, но на этом сходства заканчиваются.
Первое, и главное отличие — отсутствие у дизельного двигателя системы зажигания, и вообще отсутствующая необходимость в каком-либо электрооборудовании.
Воспламенение топлива происходит за счет сильного сжатия воздуха в цилиндре (в 14-20 раз), из-за чего его температура резко возрастает до 400-600 градусов по цельсию, и в этот момент в цилиндр впрыскивается топливо, которое воспламеняется от высокой температуры. При чем процесс горения отличается от бензинового двигателя.
В бензиновом двигателе рабочая смесь заполняет собой всю камеру сгорания (кроме систем с непосредственным впрыском), и после поджига происходит распространение фронта пламени, которое требует времени. Поэтому процесс горения может занимать продолжительное время и продолжаться даже на выпуске.
На гифке кстати нижнеклапанный мотор. Видим длительный процесс горения, из-за которого у нас есть непостоянство давления в цилиндре, и часть тепла улетает в трубу.В дизельном двигателе процесс горения занимает время, необходимое для впрыска необходимой порции топлива.
После впрыска происходит задержка воспламенения, вызванная процессом испарения распыленного топлива, после чего оно воспламеняется и горит пока происходит впрыск факела, факел в свою очередь вырываясь из камеры сгорания, равномерно прогревает не вступивший в реакцию воздух, благодаря чему рабочий процесс происходит при постоянном давлении. Добавляем к этому длинноходную геометрию и высокую степень сжатия и получаем большой крутящий момент. Бонусом мы получаем достаточно холодный выхлоп, так как более эффективно используем полученное тепло. Дизельные двигатели имеют наибольший КПД среди поршневых двигателей, достигающий 35-50%.
Однако в тоже время дизельное топливо горит довольно медленно, и для его воспламенения требуется определенное время, что в купе с длинноходностью не дает им развивать большие обороты, и на высоких частотах вращения топливо не успевает сгорать, из-за чего приходится уменьшать его количество, теряя производительность.
Изначально Рудольф Дизель подумывал кормить свое детище угольной пылью, однако высокие абразивные свойства такого топлива загубили идею на корню. Первые моторы использовали в качестве топлива различные растительные масла, мазут, и даже сырую нефть.
Вообще дизельный мотор может съесть любое топливо, главное, чтобы оно горело, разумеется с определенными ограничениями.
В первых конструкциях впрыск топлива в камеру сгорания осуществлялся пневматическим способом, при помощи отдельного компрессора, что делало дизель очень тяжелым, габаритным и очень мешало его распространению.
Рудольф Дизель поплыл на пароходе в Лондон в 1913 году на открытие фабрики по производству моторов, и зачем-то утопился, а вот Роберт Бош сел, подумал, и в 20-х годах создал первую форсунку не требующую для работы сжатого воздуха, и модернизировал топливный насос высокого давления (ТНВД), после чего детище Дизеля начало свое победное шествие по миру.
Первое время они были тяжелыми и тихоходными, некоторые конструкции требовали долгого прогрева паяльной лампой перед пуском, правда такие моторы назывались калоризаторными, так как имели калильную камеру, которую необходимо было нагревать
Это двухтактный калоризаторный двигатель. Калориферная головка под номером 1.Тут надо сделать ремарку, так как над дизелем работали не только в Германии.
Инженер Густав Тринклер (опять немцы), работавший на Путиловском заводе в Санктъ-Петербурге, аж в 1898 создал форкамерный дизель с гидравлической системой впрыска, опередив Роберта Боша на 20 лет.
По сути он создал одну из современных вариаций мотора, однако под давлением патентных споров работы заставили свернуть в 1902 году, а жаль.В 30-х годах двадцатого века дизель стал очень стремительно развиваться, применяясь в самых неожиданных местах и в самых разных вариациях.
При чем в отличии от бензиновых моторов, двухтактная схема получила поистине огромное распространение, и самое смешное то, что самые большие дизельные моторы были как правило двухтактные!Но двухтактная схема получила несколько иную реализацию, нежели в случае с бензином.
Картерная продувка практически не использовалась, зато были две свои отдельные компоновки продувки:1. Оконная или щелевая2.
Клапанно-щелеваяВ первом варианте как впуск, так и выпуск осуществляется через окна в цилиндре, так как двухтактные моторы в подавляющем большинстве оснащаются компрессорами, продувка цилиндра осуществляется достаточно эффективно, однако при такой схеме очень тяжело организовать качественное итоговое наполнение цилиндра, так как впускные окна закрываются раньше выпускных в моторах с одним коленчатым валом, и эта фраза здесь не просто так. Сумрачный немецкий гений придумал компоновку, сохраняющую качественную продувку без применения клапанов, да еще и прикрутил ее к самолету, мотор звали Junkers YUMO 205.
У этого мотора было 6 цилиндров, 12 поршней и два коленчатых вала, поршни двигались в цилиндрах навстречу друг другу, сжимая между собой воздух, в это пространство, посередине цилиндра и впрыскивалось топливо, одна группа поршней открывала выпускные окна, вторая группа открывала впускные окна, при этом выпускные окна закрывались раньше впускных, что позволяло создать избыточное давление на такте продувки и качественно очистить цилиндр от отработавших газов. Мотор отлично себя показал, развивая весьма большую мощность.
Нашим инженерам после войны тоже понравилась такая компоновка, и в 1953 году наши создали семейство двигателей Д100, которые долго ставили в тепловозы, а в 1956 году Харьковские конструкторы вывели компоновку в абсолют, создав двигатель 5ТД, в 1968 доработав его до 5ТДФА для танка Т64. При рабочем объеме всего в 13.6 литров он выдавал мощность до 1000 лс в некоторых модификациях, и в отличии от предков был сверхкомпактным и оппозитным.
Схема его работы была примерно такой
За характерный звук, танкисты прозвали его мотоциклом, а за характерный вид — чемоданом.Однако его сложность и дороговизна его погубила, эти моторы часто выходили из строя по вине экипажа.
Впрочем наши от немцев старались не отставать, и в 1935 году тоже создали авиационный дизель, только четырехтактный, 12 цилиндровый, V-образный, с 4 клапанами на цилиндр, системой газораспределения DOHC с двумя распредвалами на головку и двойным турбонаддувом. Вы наверно уже знаете, о ком я) Это АН-1, который вскоре эволюционировал в АЧ-30
Параллельно с ними, по схожей концепции был создан легендарный танковый мотор В-2, который вы прекрасно знаете)
Также двухтактная компоновка не обошла стороной и самые большие на земле поршневые моторы, это судовые дизеля. Только сделаны они немного по другой схеме, называется она — крейцкопфная компоновка.
Слева.
Крейцкопф (номер 10), представляет собой ползун, двигающийся по собственным направляющим, без воздействия высоких температур, с поршнем он соединен прямой штангой, и в такой конструкции поршень не испытывает боковых нагрузок, что позволяет сделать его площадь меньше и понизить потери на трение. Такая компоновка применяется только в очень больших дизелях из-за огромного хода поршня, достигающего трех метров.И тут мы подошли ко второму виду двухтактных дизелей — с клапанно-щелевой продувкой.
Как видим, у таких машин в головке присутствует выпускной клапан, а впуск осуществляется через впускные окна, благодаря чему продувка осуществляется в идеальном направлении — снизу вверх.
Такая продувка использовалась не только на тихоходных судовых дизелях. Она попадалась и в довольно быстроходных моторах, таких как ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206. С рабочего объема 4.6л получали до 160 лс, мотор был двухтактным, клапанно-щелевой продувки, с нагнетателем типа «Рутс». В двигателе были применены индивидуальные ТНВД, что стало предтечей насос-форсунок.
Двухтактные дизельные моторы стремительно захватили мир, и стремительно его покинули. С 1960 годов их количество очень быстро падало, и они были вытеснены четырехтактными моторами. На данный момент двухтактная схема используется только в самых больших судовых дизелях мощностью от 20000 до 100000лс.
Такие моторы как правило имеют прямой привод на гребной винт, и в двухтактной компоновке гораздо проще осуществить реверс для обратного хода.Вот мы и узнали о становлении и возникновении всем известных дизельных моторов.
В следующей серии разберем устройство некоторых узлов и перейдем поближе к современным конструкциям.
Выйдет следующая часть не скоро, времени совсем нет, пишу ночами, как видите, но я стараюсь) До встречи!
[моё] ДВС Двигатель Мотор Длиннопост Гифка Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам:
Дизельный двигатель: устройство, принцип действия, достоинства и недостатки (фото и видео)
Французский ученый С. Карно в 1824 году создал основы термодинамики. В этой работе он, в числе многого другого, утверждал, что заставить тепловую машину работать наиболее экономично можно, доводя рабочее тело до температуры вспышки топлива сжатием. Фактически он сформулировал принцип, на котором работают дизельные двигатели. Оставалось только взять и сделать такой двигатель. Но этого пришлось ждать еще несколько десятков лет.
Рудольф ДизельВ 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель получает патент на первый двигатель, работающий на сжатии воздуха до температуры вспышки. В 1987 году первый «дизель-мотор» (так немцы называют двигатель с воспламенением от сжатия) заработал и доказал свою эффективность.
Патент, выданный Рудольфу Дизелю на его изобретение
По сравнению с «отто-мотором» (бензиновый двигатель со свечами зажигания) новый двигатель был более тяжелым и поначалу не внушал большого энтузиазма. Но только поначалу. Устройство дизельного двигателя первых образцов включало воздушный компрессор для впрыскивания топлива.
Сам Дизель вначале предполагал применить совсем уж экзотический вариант: угольная пыль. Смесь угольной пыли и воздуха, конечно, способна работать в двигателе, но за сколько часов абразивные частицы съедят кольца, поршни, седла и тарелки клапанов, об этом как-то не подумали. Да и саму угольную пыль получить не так просто.
Из-за тяжелого компрессора двигатель оказывалось невозможно применить на наземном транспорте. Но в работе он расходовал так мало горючего и работа его была настолько устойчивой, что отказаться от него было уже невозможно. Расчеты показывали, что от двигателя можно ожидать значительно большую мощность, если решить проблему с подачей топлива.
У инженеров возникла идея заменить компрессор плунжерным насосом. Качать топливо в жидком виде было чрезвычайно выгодно, на это уходит гораздо меньше энергии, а насос можно сделать совсем небольшим. Однако, изготовить плунжерную пару было не так просто. Дело в особой точности изготовления — расстояние между деталями составляет 2-3 микрона.Все же дизелям нашлась работа.
Впервые они были установлены на немецких подводных лодках еще при кайзере Вильгельме. (Возможно, с этим как раз связано темная история исчезновения самого изобретателя, утонувшего в Ла-Манше по дороге в Англию.)В 1920 году Роберт Бош наконец, получает качественный плунжерный насос. В цилиндры двигателя научились подавать больше топлива.
Теперь обороты дизельного двигателя и его удельная мощность, становятся достаточными для установки на автотранспорте. Вместе с насосом Бош разрабатывает и очень удачную форсунку для топлива.Проще всего понять, как работает дизельный двигатель, если посмотреть на сгорание топлива в нем. В дизелях используется тяжелое топливо.
Это означает, что двигатель внутреннего сгорания такого типа может работать на керосине (известном как солярка), мазуте, сырой нефти, и даже на некоторых растительных маслах.Все эти виды топлива более калорийны, чем бензин. Так что, рабочая температура дизельного двигателя заметно выше, чем у бензинового. Но тяжелые виды топлива горят хуже, чем бензин, медленнее и трудно поджигаются.
Для их воспламенения требуется большая степень сжатия, воздушно-топливная смесь должна нагреваться до 700-800°С.
Вязкость любого из дизельных видов топлива, даже в подогретом состоянии, выше бензиновой, а распылять его необходимо до мельчайшего состояния, особенно в быстроходных дизелях. Еще экспериментальный двигатель Дизеля работал при впрыске топлива под давлением не менее 50 бар (атм), а практический двигатель требует 100-200 бар.
Однако, у тяжелых калорийных топлив есть свое преимущество перед бензином. Давление в цилиндре дизеля практически постоянно на всем такте расширения, поэтому крутящий момент у них весьма значителен и стабилен. Благодаря постоянному давлению, угол опережения зажигания также остается постоянным и регулировки не требует. Ресурс дизельного двигателя больше, чем у бензинового.
Есть области, где дизель практически незаменим, например в сельскохозяйственном тракторе.
Принцип действия дизельного двигателя для всех из них одинаков: сначала производится сжатие свежего заряда рабочего тела (воздуха), затем впрыскивается топливо. От высокой температуры смесь воспламеняется и сгорает, поднимая давление.
Под его действием поршень двигается обратно и в нижней точке выпускной клапан цилиндра открывается, выпуская отработанный газ. В основном, это углекислый газ, дизельные двигатели экологически чище бензиновых.
Камеры сгорания дизелей могут выполняться непосредственно в днище поршня — там делается выемка особой формы — или в ряде случаев используют предкамеры (или форкамеры, как это говорят на родине двигателя). Первый вариант — самый экономичный, второй считался оптимальным в прежние годы.
Сейчас, когда экономичность, во многих случаях, считается решающей, от предкамерных вариантов снова отказываются.Рабочий процесс в дизеле может протекать, как и в бензиновом двигателе, в два или четыре такта. Подавляющее большинство дизелей — четырехтактные.
Двухтактные проще реверсировать, поэтому они распространены на морских судах, где применяется жесткая связь с гребным валом. Камеры сгорания в двухтактных дизелях не разделяются из-за очевидных проблем с продувкой форкамеры.Конструкция дизельного двигателя зависит от его мощности и назначения.
Наиболее мощные двигатели, применяемые на судах и некоторых электростанциях, имеют крейцкопф — устройство для снижения боковых сил на поршень. Все мощные дизели имеют сложно устроенное дно, потому, что подвергаются высокой температуре.Часть, обращенная в цилиндр, делается стальной, а остальная часть поршня (юбка) — алюминиевой.
Кроме того, в поршне сделаны канавки для системы масляного охлаждения.Типы дизельных двигателей различаются и по расположению цилиндров. Бывает рядовое, V-образное и даже такое, при котором цилиндры располагаются с разворотом на 180 градусов. Это зависит от тех условий, которые имеются на месте установки двигателя.
Например, на современном грузовике или автобусе, скорее всего, будет применен двухрядный дизель, установленный под полом кабины водителя. Как устроен дизельный двигатель, будет зависеть и от наличия наддува.
Мощность дизельного двигателя, без увеличения расхода топлива, можно повысить при помощи турбокомпрессора. Тогда можно использовать еще неплохой кусочек диаграммы цикла Карно. Эксплуатация дизельного двигателя с турбокомпрессором имеет то преимущество, что используя энергию выхлопных газов можно раскрутить турбину, и на том же валу установить другую турбину — компрессор.
Этот компрессор будет нагнетать воздух, поступающий через впускной коллектор, увеличится заряд воздуха в цилиндрах, и, таким образом, мощность двигателя заметно возрастет. (Работу таких двигателей легко узнать по характерному свисту в момент раскручивания турбины.)
Преимущества дизельного двигателя — это высокий и постоянный крутящий момент в сочетании с высокой экологичностью выхлопных газов (это относится, правда, только к современным двигателям). Также вне конкуренции их высокий КПД, самый высокий среди ДВС. Известны дизели (MAN) дающие свыше 50%, (что считалось «теоретическим» максимумом). Там использован максимум всех современных достижений.
Экономичность достигает до 40%, если провести сравнение с бензиновыми.
Проблемы дизельных двигателей, а без них техники не бывает, заключаются в тяжелом пуске, из-за высокой степени сжатия (до 25 в современных двигателях), на автомобилях приходится ставить мощный стартер и аккумулятор. Большая точность изготовления деталей насосов высокого давления и форсунок затрудняет обслуживание.
Дизели крайне чувствительны к механическим загрязнениям топлива, для очистки которого приходится применять даже центрифугу в составе топливной аппаратуры. При равном объеме в литрах, дизельный двигатель уступает бензиновому по мощности, при равной мощности дизель тяжелее.
Дизельный двигатель требует более качественных сплавов для своего изготовления и заметно дороже бензинового.И все же, сравнивая преимущества и недостатки дизельного двигателя, можно сделать выбор в пользу дизеля.
Особенно этому способствует технический прогресс в области электроники и блоков управления двигателями.
Система «общая магистраль» (common rail) и электромагнитные форсунки позволяет сильно упростить ТВНД, а блок управления доводит экономию топлива до максимума, поскольку работает на любых переходных режимах и успевает все отследить.
Также рекомендуем ознакомиться с данными видео о принципах работы и неисправностях дизельного двигателя:
Ключевые теги: двигатель, двс, устройство автомобиля
В какую сторону движется развитие корабельных двигателей?
Огромные размеры и вес судов, использующихся сегодня человечеством, требуют новых подходов к двигательным установкам, а новые требования к экологии диктуют новые требования к судостроительной отрасли. Какие идеи двигателей сегодня предлагают на судостроительном рынке – рассмотрим в этом материале.
Промышленность стремится к экологичности – новые разработки снижают количество выбросов парниковых газов в атмосферу от автомобилей, заводов, энергетики. Судостроительная отрасль тоже приближается к низкоуглеродному развитию.
Одно из решений – суда, которые используют сжиженный газ в качестве основного источника топлива. По разным данным в мире на газовом ходу работают от 175 до 250 судов – в общем количестве гражданских судов это совсем немного, но количество заказов на них растет.
Двигатели судов, которые работают на природном газе, выбрасывают на 20-25% меньше двуокиси углерода, чем дизельные двигатели, а эмиссия оксидов азота сокращается больше чем на 90%. Кроме того, газ позволяет полностью исключить выброс окислов серы и твёрдых частиц.
При этом природный газ значительно дешевле дизельного топлива.
Схема работы газопоршневого двигателя на судне
Газ перевозят на судах в сжатом и сжиженном видах. Сжатый – компримированный газ – не требует работы заводов по сжижению газа, но емкости, которые нужны для хранения сжатого газа на судне как минимум в два с половиной раза больше, чем для сжиженного. Чтобы увеличить срок автономного плавания судна и уменьшить объемы и вес топлива, в основном используют сжиженный газ.
Технически газопоршневые двигатели сложнее дизельных, это связано с контролем и управлением систем, подачей и зажиганием топлива. В дизельном двигателе воспламенение смеси происходит за счет сжатия в камере сгорания.
В газовом двигателе нужна искра, при этом природный газ менее стабилен, чем солярка – может произойти детонация топлива.
Чтобы предотвратить возможный взрыв, на двигатель устанавливаются датчики и контроллер детонации, который собирает информацию и, при необходимости, меняет параметры системы зажигания.
Двигатели, использующие энергию солнца и ветра
Солнечная энергия – один из самых популярных видов альтернативной энергетики. Используют солнечные батареи как энергию и в судостроении.
Крупнейшее судно, которое использует солнечную энергию – это тридцатиметровый катамаран «Туранор», его спустили на воду в 2010 году. Чтобы получить необходимый уровень энергии, на катамаране установлены 537 квадратных метров солнечных батарей, которые заряжают аккумуляторы.
Фотоэлементы, установленные на катамаране, использовали при постройке жилых домов с солнечными системами в США, а разгоняться судно может до четырнадцати узлов – это почти 26 километров в час. В 2011 году катамаран с командой из четырех человек совершил кругосветное путешествие.
Катамаран «Туранор» zonwar.ru
Еще дальше в области использования альтернативной энергетики шагнули производители французского катамарана «Energy Observer». Он совмещает солнечные панели, ветряки и водород, который преобразуется в электричество. Взаимозаменяемые источники позволяют судну идти даже если исчезнет один из источников энергии, или сразу два, например, в пасмурный безветренный день.
Пока использование только солнечной или ветровой энергии на судах – исключение из общего правила, обеспечить крупное судно достаточной энергией не выйдет. Но панели и ветряки используют как дополнительные источники для работы вспомогательных систем.
Интегрированные электродвигательные системы
Одно из новых решения в судостроении – это комбинация газовых турбин, дизельных генераторов и электродвигателей. Интегрированные электродвигательные системы используют газовое топливо и дизельное топливо для выработки трехфазного тока, который обеспечивает работу двигателя, вращающего гребные колеса или винты.
Катамаран «Energy Observer»
Электрическая, а не механическая передача энергии позволяет свободнее размещать двигатели, делает суда менее шумными и снижает вес. Интегрированные электродвигательные системы могут использовать как комбинацию газ-дизель, так и один из видов топлива. На крупных военных судах и круизных лайнерах чаще используют оба вида.
На меньших кораблях предпочтение отдают или дизель-генераторам, или газовым турбинам. Дизельные генераторы отличаются повышенным КПД, но использование газа снижает количество вредных выбросов в атмосферу – например в Норвегии паромы с газо-электрическими установками используют для пересечения фьордов.
Они могут разгоняться до 18 узлов и снижают выбросы углекислого газа на 300 000 тонн в год.
Источник
Дизельный двигатель: устройство, принцип работы, преимущества
Дизельный двигатель (дизель) представляет собой поршневой ДВС, принцип работы которого основан на самовоспламенении топлива при воздействии горячего сжатого воздуха.
Конструкция дизеля в целом мало чем отличается от бензинового двигателя, за исключением того, что в дизеле отсутствует как таковая система зажигания, поскольку воспламенение топлива происходит по другому принципу.
Не от искры, как в бензиновом двигателе, а от высокого давления, с помощью которого сжимается воздух, из-за чего тот сильно разогревается.
Высокое давление в камере сгорания накладывает особые требования к изготовлению деталей клапанов, которые предназначены для восприятия более серьезных нагрузок (от 20 до 24 единиц).
Дизельные двигатели применяются не только на грузовых, но и на многих моделях легковых автомобилей. Дизели могут работать на различных типах топлива – на рапсовом и пальмовом масле, на фракционных веществах и на чистой нефти.
Принцип действия дизельного двигателя
Принцип действия дизеля основан на компрессионном воспламенении топлива, которое попадает в камеру сгорания и смешивается с горячей воздушной массой. Рабочий процесс дизеля зависит исключительно от неоднородности ТВС (топливно-воздушной смеси). Подача ТВС в таком типе двигателя происходит раздельно.
- Вначале подается воздух, который в процессе сжатия нагревается до высоких температур (около 800 градусов по Цельсию) , затем в камеру сгорания под высоким давлением (10-30 МПа) подается топливо, после чего происходит его самовоспламенение.
- Сам процесс воспламенения топлива всегда сопровождается высокими уровнем вибраций и шума, поэтому двигатели дизельного типа являются более шумными в сравнении с бензиновыми собратьями.
- Подобный принцип работы дизеля позволяет использовать более доступные и дешевые (до недавнего времени 🙂 ) виды топлива, снижая уровень затрат на его обслуживание и заправку.
Дизели могут иметь как 2, так и 4 рабочих такта (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск). Большинство автомобилей оснащено 4-х тактовыми дизельными двигателями.
Типы дизельных двигателей
По конструкционным особенностям камер сгорания дизели можно разделить на три типа:
- С разделенной камерой сгорания. В таких устройствах подача топлива осуществляется не в основную, а в дополнительную, т.н. вихревую камеру, которая располагается в головке цилиндрового блока и соединяется с цилиндром каналом. При попадании в вихревую камеру воздушная масса максимально сжимается, тем самым улучшая процесс воспламенения топлива. Процесс самовоспламенения начинается в вихревой камере, затем переходит в основную камеру сгорания.
- С неразделенной камерой сгорания. В таких дизелях камера располагается в поршне, а топливо подается в пространство над поршнем. Нераздельные камеры сгорания с одной стороны позволяют экономить расход топлива, с другой стороны – повышают уровень шума при работе двигателя.
- Двигатели предкамерные. Подобные дизели оснащаются вставной форкамерой, которая соединяется с цилиндром тонкими каналами. Форма и размер каналов определяют скорость движения газов при сгорании топлива, снижая уровень шума и токсичности, увеличивая ресурс работы двигателя.
Топливная система в дизельном двигателе
Основой любого двигателя дизельного типа является его топливная система. Основной задачей топливной системы является своевременная подача нужного количества топливной смеси под заданным рабочим давлением.
Важными элементами топливной системы в дизельном двигателе являются:
- насос высокого давления для подачи топлива (ТНВД);
- топливный фильтр;
- форсунки
Топливный насос
Насос отвечает за подачу топлива к форсункам по установленным параметрам (в зависимости от числа оборотов, рабочего положения регуляторного рычага и давления турбонаддува). В современных дизельных двигателях могут применяться два типа насосов для топлива – рядные (плунжерные) и распределительные.
Топливный фильтр
Фильтр является важной составляющей частью двигателя дизельного типа. Топливный фильтр подбирается строго в соответствии с типом двигателя. Фильтр предназначен для выделения и удаления из топлива воды, и лишнего воздуха из топливной системы.
Форсунки
Форсунки не менее важные элементы топливной системы в дизеле. Своевременная подача топливной смеси в камеру сгорания возможна только при взаимодействии топливного насоса и форсунок. В дизелях применяются два типа форсунок – с многодырчатым и шрифтовым распределителем. Распределитель форсунок определяет форму факела, обеспечивая более эффективный процесс самовоспламенения.
Холодный пуск и турбонаддув дизельного двигателя
Холодный пуск отвечает за механизм предпускового подогрева. Это обеспечивается за счет электрических нагревательных элементов – свечей накаливания, которыми оснащена камера сгорания.
При запуске двигателя свечи накаливания достигают температуры в 900 градусов, подогревая воздушную массу, которая попадает в камеру сгорания. Питание со свечи накаливания снимается через 15 секунд после запуска двигателя.
Системы подогрева перед запуском двигателя обеспечивают его безопасный запуск даже при низких атмосферных температурах.
Турбонаддув отвечает за повышение мощности и эффективности работы дизеля. Он обеспечивает подачу большего количества воздуха для более эффективного процесса сгорания топливной смеси и увеличения рабочей мощности двигателя. Для обеспечения нужного давления наддува воздушной смеси во всех рабочих режимах двигателя применяется специальный турбонагнетатель.
Остается только сказать, что споры относительно того, что лучше выбрать рядовому автолюбителю в качестве силовой установки в свой автомобиль, бензин или дизель, не утихают до сих пор. Преимущества и недостатки есть у обоих типов двигателя и выбирать необходимо, исходя из конкретных условий эксплуатации автомобиля.
Как определить направление вращения двигателя
#самэлектрик
Большинство двигателей (более 90%), которые крутятся в станках, имеют «правое вращение».
Что это такое? Это значит, что если двигателю посмотреть «в зад», то есть на крыльчатку, он будет вращаться по часовой стрелке.
Пояснение к прямому направлению вращенияПояснение к прямому направлению вращения
Если со стороны вала — против часовой. Это будет Правое, или Прямое вращение ротора двигателя.
Подробнее написано в ГОСТ 26772-85 .
Левые движки
И лишь несколько процентов двигателей по прихоти конструкторов имеют левое вращение — как на фото. Поэтому на фото и наклеена стрелка — это нестандартный случай.
Вывод — если не знаешь, куда должен крутить двигатель — включай его на правое вращение, 90% что не ошибёшься!
Как определить направление
Если двигатель крутится, его можно выключить, и на выбеге посмотреть на крыльчатку.
Если же остановка неприемлема, можно взять тонкую проволочку/бумажку/соломинку, и аккуратно вставить её в крыльчатку. По движению «тестера» станет всё ясно.
Как изменить вращение
Надеюсь, все знают, как изменить направление вращения двигателя? Если нет, то лучше поздно спросить , чем никогда знать!
Кто не знает: к трехфазному двигателю подключаются три провода, не считая заземления. Достаточно любые две фазы поменять местами, и двигатель будет крутиться в другую сторону!
Землю не трогаем, нуля в трехфазных двигателях вообще нету. Менять только две фазы.
Ещё больше хочется узнать про электродвигатели и промышленную и бытовую электронику? Подписывайся, чтобы ничего не пропустить!
Статьи в тему производства:
- Несчастные случаи на производстве
- Как (должна быть) устроена идеальная энергослужба завода
- Импортозамещение в сфере электротехники: за державу обидно!
Некоторые мои статьи на Дзене про электродвигатели и пром.оборудование:
- Как узнать обороты асинхронника по обмотке
- Пример установки ПЧ Delta с регулировкой скорости в полировочный станок
- Как затормозить электродвигатель
- Выбор ПЧ насоса
- Как правильно охлаждать силовой шкаф
- Как измерить пусковой ток электродвигателя
- Как определить направление вращения ротора
- Как по фото узнать скорость вращения двигателя?
- Про температуру двигателя
- Теплушка: как защитить электродвигатель
- Контактор vs Пускатель : разница принципиальная!
- Пример применения софтстартера
- Как мы спалили софтстартер
- Как мы спалили вводной автомат
- Как мы спалили частотник: КЗ на входе
- Оптический датчик: безопасность превыше всего!
- Зачем нужен линейный контактор
- Какой двигатель можно подключать в “звезду-треугольник”, а какой нет?
- «Звезда/Треугольник»: как работает схема
- «Звезда/Треугольник»: примеры реализации схемы
- Что будет, если вместо «Треугольника» двигатель включить в «Звезду»? (Не повторять! Приготовьте огнетушитель!)
- Контрольные цепи в промышленном оборудовании: принципы построения
- Пошлый турецкий станок
Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт — https://samelectric.ru/ и в группу ВК — https://vk.com/samelectric
Обращение к читателям, которым есть, что сказать: Если Вы готовы стать Автором, я могу предоставить страницы своего сайта!
Направление вращения электродвигателя
Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.
Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.
Направление вращения вала электродвигателя
Определение направления вращения электродвигателя выполняется со стороны единственного конца вала. В том случае если двигатель имеет два конца вала, то вращение определяют со стороны вала, который имеет больший диаметр.
Согласно ГОСТ 26772-85 правому направлению соответствует движение вала по часовой стрелке.
У наиболее распространенных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала в правую сторону будет осуществляться, если последовательность фаз, по которым подается напряжение на концы обмоток статора, будет соответствовать алфавитной последовательности их маркировки – U1, V1, W1.
Правостороннее вращение
Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.
Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях
Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:
- обесточить электродвигатель;
- снять крышку клеммной коробки;
- переставить жилы силового кабеля в соответствие со схемой изображенной на рис. 3: жилу с изоляцией черного цвета (L3) переподключить на контакт V1 в клеммной коробке, а жилу коричневого цвета (L2) на контакт W1.
Левостороннее вращение
Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,
которая подробно описана в статье «Схема подключения электродвигателя через контактор».
Реверс однофазного электродвигателя
Запустить вращение однофазного асинхронного электродвигателя можно переподключив фазу на начало рабочей обмотки.
Зная, как поменять направление вращения электродвигателя, можно подключить однофазный электродвигатель с возможностью переключения правостороннего вращения на левостороннее с помощью трехконтактного переключателя.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.
Принцип работы и устройство дизельного двигателя
Журнал Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики предопределили страсть или отторжение автомобилистов по отношению к агрегатам на «тяжелом топливе». Так как же работает дизельный двигатель, каково его устройство, принцип работы и преимущества?
Времена, когда автомобиль с дизельными моторами ассоциировались с чадящими и тихоходными, давно остались за поворотом. Каждый автомобилист знает, что транспортное средство с агрегатом на «тяжелом топливе» издает характерные тарахтящие звуки, его выхлоп странно пахнет. Современные моторы награждают своих владельцев умеренным расходом топлива, впечатляющей эластичностью (крутящим моментом, доступным в относительно широком диапазоне оборотов) и иногда ошеломительной динамикой на зависть некоторым бензиновым автомобилям. Но при этом они требовательны к качеству солярки, а ремонт компонентов топливной системы может быть весьма дорогим.
Дизельные двигатели, разумеется, не имеют таких колоссальных отличий как роторно-поршневой двигатель Ванкеля, устройство которого абсолютно не похоже на «анатомию» традиционного ДВС, но у него имеется ряд особенностей, которые проводят между ним и бензиновыми моторами черту.
У дизеля также есть кривошипно-шатунный механизм, но его степень сжатия существенно выше – 19-24 единицы против 9-11 единиц соответственно. Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как формируется, воспламеняется и сгорает топливно-воздушная смесь.
У дизельного ДВС отсутствуют свечи зажигания и, соответственно, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит от сжатия. При этом, воздух и солярка подаются раздельно.
Также следует отметить, что практически ни один современный дизель не обходится без системы наддува, которая используется для повышения рабочих характеристик агрегата. Для оптимизации наддува в максимально широком диапазоне оборотов используются турбонагнетатели с изменяемой геометрией.
Дизельный агрегат имеет более высокий коэффициент полезного действия, но он тяжелее и выдает больший крутящий момент при низких оборотах, нежели бензиновый ДВС.
Как работает дизельный двигатель и, самое главное, как происходит воспламенение топлива в камере сгорания, если у агрегата данного типа нет свечей зажигания? Сперва воздух поступает в цилиндры.
В конце такта сжатия, когда поршень почти достиг верхней мертвой точки, температура воздуха в камере сгорания достигает высоких значений (порядка 700-800 градусов) и затем в цилиндры впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется самостоятельно, без искрового зажигания.
Тем не менее, свечи в дизельном агрегате все-таки есть, но то – свечи накаливания, а не зажигания, которые нагревают камеру сгорания для облегчения запуска двигателя в холодное время.
Они представляет собой спираль (бывают с металлической и керамические), могут быть установлены в вихревой камере или в форкамере (если речь идет об агрегатах с раздельной камерой сгорания) или непосредственно в камере сгорания (если она нераздельная). При включении зажигания свечи накаливания практически мгновенно, за считанные секунды они раскаляются до температур в районе тысячи градусов и нагревают воздух в камере сгорания, облегчая процесс самовоспламенения топливно-воздушной смеси.
Широко распространены моторы с раздельной камерой сгорания – топливо впрыскивается в специальную камеру в головке блока над цилиндром и соединенную с ним каналом, а процесс горения происходит не совсем так как у бензиновых ДВС.
В этой вихревой камере поток воздуха интенсивнее закручивается, что способствует более эффективному смесеобразованию и самовоспламенению, которое продолжается в основной камере сгорания.
Кстати, дизельные моторы с раздельной камерой сгорания менее шумные из-за того, что применение вихревой камеры снижает интенсивность нарастания давления при самовоспламенении.
У дизелей с неразделенной камерой сгорания процесс самовоспламенения происходит непосредственно в надпоршневом пространстве. Агрегаты данного типа несколько шумнее.
Common Rail – современная система впрыска топлива, разработанная компанией Bosch и использующая принцип подачи солярки к форсункам от топливной рампы, являющейся аккумулятором высокого давления.
Common Rail позволяет сделать агрегат тише, при этом более экономичным и экологичным.
Еще одним преимуществом использования общей топливной рампы являются широкие возможности регулировки давления топлива и момента его впрыска, поскольку эти процессы разделены.
Система включает в себя ТНВД (топливный насос высокого давления), пьезоэлектрические форсунки, топливную рампу, регулятор давления топлива и клапан дозирования топлива. Интересно, что на заре своей эволюции дизельные агрегаты имели не в пример более простую топливную аппаратуру с механическими форсунками и несопоставимо более низким давлением солярки на фоне современных систем.
Не так давно дизельные моторы были экологически «грязными» и достаточно слабыми, но с некоторых пор агрегаты данного типа кардинально изменились, а отдельные представители племени достойны спорткаров. К таковым относится рядный шестицилиндровый мотор BMW объемом 3,0 л с четырьмя турбонагнетателями.
Кстати, конструкция этого мотора наглядно демонстрирует собой прогресс агрегатов на «тяжелом топливе».
Техношедевр оснащен двумя малоинерционными турбонагнетателями низкого давления и еще двумя высокого, причем один из них вступает в дело за пределами 2500 об/мин. Пьезофорсунки впрыскивают топливо под колоссальным давлением в 2500 бар.
На выходе – 400 л.с. и 760 Нм. Интересно, что 450 Нм доступны уже при 1000 об/мин! Вот такие они, современные дизельные двигатели.
Какие автомобильные двигатели вращаются против часовой стрелки?
Заводские автомобильные двигатели, которые вращаются против часовой стрелки, в основном:
- до-2000 Honda 4-цилиндровые двигатели
- задний двигатель Chevrolet Corvair 1960-х годов
- Voisin и Citroen переднеприводные французские автомобильные двигатели 1920-х и 1930-х годов.
До 2000 года 4-цилиндровые двигатели Honda с поперечной установкой преимущественно вращались против часовой стрелки.
Однако, начиная с двигателя Honda DOHC серии K в 2000 году, все автомобильные двигатели Honda производства Северной Америки были созданы для вращения по часовой стрелке.
Причина, по которой Honda заставляла двигатели вращаться против часовой стрелки – что противоречит стандарту обычного автомобильного двигателя – была в том, чтобы упростить внутреннюю механику переднеприводных трансмиссий.
Двигатели против часовой стрелки в гонках
Легендарный, высокопроизводительный гений Генри «Смоки» Смоки Юник использовал, чтобы некоторые из его гоночных двигателей вращались против часовой стрелки, чтобы получить преимущество на гоночной трассе.
Юник был американским механиком и автомобильным дизайнером, связанным с NASCAR, и он был дважды выбран механиком NASCAR года. Его команды включали 50 самых известных гонщиков в спорте, выиграв 57 гонок, в том числе два чемпионата в 1951 и 1953 годах.
В 1990 году он был введен в Зал славы автоспорта.
«Идея обратного вращения заключается в том, что когда вы сильно ускоряетесь, вес переходит в левую переднюю и левую заднюю части и вытягивает вес из правой передней. Это более равномерно распределяет вес по шасси, увеличивает боковое сцепление спереди и сзади конец. Вы идете быстрее.
-Smokey Yunick, из его книги: лучший чертов гараж в городе
Заводские двигатели против часовой стрелки
В 1960-х годах Chevrolet Corvair поставлялся с плоским шестим задним двигателем, который вращался против часовой стрелки. В конце 1920-х и 1930-х годах французский роскошный автомобиль Voisin имел передний привод 4.9L V12, который вращался против часовой стрелки, как и некоторые ранние французские Citroens.
В некоторых больших двухмоторных лодочных установках V8 один двигатель вращается по часовой стрелке, а другой – против часовой стрелки. Изготовители лодок делают это так, чтобы пропеллеры вращались друг напротив друга, позволяя лодке идти прямо вперед, а не отклоняться в сторону.
Загрузка...
