Дизельный двигатель

Для локомотива см. Diesel Locomotive . Для игрового двигателя см. Diesel (Game Engine) .

Дизельный двигатель
Дизельный двигатель, построенный Langen & Wolf по лицензии, 1898
Классификация	Двигатель внутреннего сгорания
Промышленность	Автомобиль
Приложение	Энергетическая трансформация
Изобретатель	Рудольф Дизель
Изобретенный	1893 ( 1893 )

Duration: 18 minutes and 11 seconds.18:11

1952 Shell Oil Film, показывающая разработку дизельного двигателя с 1877 года.

Дизельный двигатель , названный в честь немецкого инженера Дизеля , представляет собой двигатель внутреннего сгорания , в котором зажигание топлива Рудольфа вызвано повышенной температурой воздуха в цилиндре из -за механического сжатия ; Таким образом, дизельный двигатель называется движком сжатия (CI Engine). Это контрастирует с двигателями с использованием свечи -заглушки -воздушной смеси, такой как бензиновый двигатель ( бензиновый двигатель) или газовый двигатель (с использованием газообразного топлива, такого как природный газ или сжиженный нефтяной газ ).

Введение

Дизельные двигатели работают, сжав только воздух или воздух в сочетании с остаточными газами сгорания от выхлопного газа (известный как рециркуляция выхлопных газов , «EGR»). Воздух вводится в камеру во время удара впуска и сжимается во время хода сжатия. Это увеличивает температуру воздуха внутри цилиндра , так что атомизированное дизельное топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания, зажигает. Поскольку топливо впрыскивается в воздух непосредственно перед сгоранием, дисперсия топлива неровная; Это называется гетерогенной смесью воздушного топлива. Крутящий момент, который производит дизельный двигатель, контролируется манипулированием соотношением воздушного топлива (λ) ; Вместо того, чтобы дросселировать впускной воздух, дизельный двигатель опирается на изменение объема введенного топлива, и, следовательно, соотношение воздушного топлива обычно высокое.

Дизельный двигатель обладает самой высокой тепловой эффективностью (см. Эффективность двигателя ) любого практического внутреннего или внешнего двигателя сгорания из -за его очень высокого коэффициента расширения и присущего худой ожога, что позволяет диссипации на тепло от избыточного воздуха. Небольшой потерь эффективности также избегается по сравнению с бензиновыми двигателями, не связанными с прямым инъекцией, поскольку несгоревшее топливо не присутствует во время перекрытия клапана, и, следовательно, топливо не выходит непосредственно от впуска/инъекции в выхлоп. Низкоскоростные дизельные двигатели (как используются на кораблях и других приложениях, где общий вес двигателя является относительно неважным) могут повысить эффективную эффективность до 55%. Объединенная газовая турбина цикла (цикл Brayton и Rankine) представляет собой двигатель сгорания, который более эффективен, чем дизельный двигатель, но из -за его массы и размеров, не подходит для многих транспортных средств, включая воду и некоторые самолеты . Крупнейшими в мире дизельными двигателями являются 14-цилиндровые двухтактные морские дизельные двигатели; Они производят пиковую силу почти 100 МВт каждый.

Дизельные двигатели могут быть спроектированы либо с двумя ударами , либо четырехтактными циклами сгорания . Первоначально они использовались в качестве более эффективной замены для стационарных паровых двигателей . С 1910 -х годов они использовались на подводных лодках и кораблях. Используйте в локомотивах , автобусах, грузовиках, тяжелом оборудовании , сельскохозяйственном оборудовании и электростанциях электроэнергии последовало позже. В 1930 -х годах они постепенно начали использоваться в некоторых автомобилях . С момента энергетического кризиса 1970-х годов спрос на более высокую топливную эффективность привел к тому, что большинство крупных автопроизводителей в какой-то момент предлагают модели с дизельным питанием, даже в очень маленьких автомобилях. По словам Конрада Рейфа (2012), средний показатель в ЕС для дизельных автомобилей в то время составлял половину недавно зарегистрированных автомобилей. Тем не менее, загрязнение воздуха и общие выбросы труднее контролировать в дизельных двигателях по сравнению с бензиновыми двигателями, а использование дизельных автомобильных двигателей в США в настоящее время в значительной степени связано с большими транспортными средствами на дороге и внедорожниках .

Хотя авиация традиционно избегала использования дизельных двигателей, авиационные дизельные двигатели становятся все более доступными в 21 -м веке. С конца 1990 -х годов по разным причинам, включая неотъемлемые преимущества дизеля по сравнению с бензиновыми двигателями, но также и для последних выпусков, характерных для авиации - развитие и производство дизельных двигателей для самолетов, выросло более 5000 таких двигателей по всему миру в период с 2002 по 2018 год. особенно для легких самолетов и беспилотных летательных аппаратов .

История

Идея дизеля

Рудольфа Дизеля на рациональный тепловой двигатель Патент на рациональный жаровый двигатель

Второй прототип дизеля. Это модификация первого экспериментального двигателя. 17 февраля 1894 года этот двигатель впервые пробежал под его собственной энергией.

Эффективная эффективность 16,6%
Расход топлива 519 г · кВт ⁻¹ ·час ⁻¹

Первый полнофункциональный дизельный двигатель, разработанный Имануэлем Лаустером, построенный с нуля и завершен к октябрю 1896 года.

Рейтинг мощности 13,1 кВт
Эффективность 26,2%
Расход топлива 324 г · кВт ⁻¹ ·час ⁻¹ .

В 1878 году Рудольф Дизель , который учился в «Политехникуме» в Мюнхене , посетил лекции Карла фон Линде . Линде объяснил, что паровые двигатели способны преобразовать только 6–10% тепловой энергии в работу, но цикл карно позволяет превратить гораздо большую тепловую энергию в работу с помощью изотермического изменения состояния. Согласно Diesel, это зажгла идею создания высокоэффективного двигателя, который мог бы работать на цикле Карно. Дизель также был введен в пожарный поршень , традиционный пожарный стартер с использованием быстрого адиабатического сжатия, которые Линде приобрел у Юго -Восточной Азии . После нескольких лет работы над своими идеями Дизель опубликовал их в 1893 году в теории эссе и строительстве рационального теплового двигателя .

Дизель подвергся жесткой критике за его эссе, но лишь немногие нашли ошибку, которую он совершил; Предполагалось, что его рациональный тепловой двигатель будет использовать постоянный температурный цикл (с изотермическим сжатием), который потребует гораздо более высокого уровня сжатия, чем необходимый для сжатия. Идея Дизеля состояла в том, чтобы сжать воздух настолько плотно, что температура воздуха превысила бы температуру сгорания. Тем не менее, такой двигатель никогда не сможет выполнить какую -либо полезную работу. В своем патенте США в 1892 году (предоставлено в 1895 году) #542846, Дизель описывает сжатие, необходимое для его цикла:

Чистый атмосферный воздух сжимается, согласно кривой 1 2, до такой степени, что до того, как зажигание или сжигание происходит, наибольшее давление диаграммы и самая высокая температура получена-то есть, то есть температура, при которой последующее сжигание должен иметь место, а не сжигание или воспламенение. Чтобы прояснить это, пусть предполагается, что последующее сгорание должно происходить при температуре 700 °. Затем в этом случае начальное давление должно составлять шестьдесят четыре атмосферы, или для 800 ° Цельсия давление должно составлять девяносто атмосферы и так далее. В воздух, таким образом, сжимается, затем постепенно вводится из внешнего тонко разделенного топлива, которое зажигает при введении, поскольку воздух находится при температуре намного выше точки воспламенителя топлива. Таким образом, характерные особенности цикла в соответствии с моим нынешним изобретением - повышение давления и температуры до максимума, не путем сжигания, а до сжигания путем механического сжатия воздуха и там при последующей производительности работы без увеличения давления и температура постепенным сгоранием во время установленной части хода, определяемой срезанным масло.

К июню 1893 года Дизель понял, что его первоначальный цикл не сработает, и он принял постоянный цикл давления. Дизель описывает цикл в своем патентном заявлении 1895 года. Обратите внимание, что больше нет упоминания температуры сжатия, превышающих температуру сгорания. Теперь просто заявлено, что сжатие должно быть достаточным для запуска зажигания.

1. В двигателе внутреннего объединения комбинация цилиндра и поршня, построенная и расположенная для сжатия воздуха до степени, давая температуру выше точки воспламенителя топлива, подачи для сжатого воздуха или газа; топливный пополнение; распределительный клапан для топлива, проход от подачи воздуха в цилиндр в связи с общением с клапаном с распределением топлива, входом в цилиндр в связи с воздушным положением и с топливным клапаном и срезанным маслом, масло по существу, как описано.

В 1892 году Дизель получил патенты в Германии , Швейцарии , Великобритании и Соединенных Штатах для «метода и аппарата для преобразования тепла в работу». В 1894 и 1895 годах он подал патенты и дополнения в различных странах для своего двигателя; Первые патенты были выпущены в Испании (№ 16 654), Франция (№ 243 531) и Бельгия (№ 113,139) в декабре 1894 года и в Германии (№ 86 633) в 1895 году и Соединенных Штатах (№ 608 845) в 1898 году.

Дизель подвергся нападению и критикована в течение нескольких лет. Критики утверждали, что дизель никогда не изобретал новый мотор и что изобретение дизельного двигателя - это мошенничество. Отто Келер и Эмиль Капитан были двумя из самых выдающихся критиков времени дизеля. Келер опубликовал эссе в 1887 году, в котором он описывает двигатель, похожий на двигатель, описывает дизель двигателя в своем эссе 1893 года. Кёлер подумал, что такой двигатель не может выполнить какую -либо работу. Эмиль Капитан построил нефтяной двигатель с зажиганием светящейся трубки в начале 1890-х годов; Он утверждал против своего лучшего суждения, что его двигатель зажигания светящейся трубки работал так же, как и двигатель Дизеля. Его претензии были необоснованными, и он потерял патентный иск против дизеля. Другие двигатели, такие как двигатель Akroyd и двигатель Brayton , также используют эксплуатационный цикл, который отличается от цикла дизельного двигателя. Фридрих Сасс говорит, что дизельный двигатель - это «собственная работа» дизеля и что любой «дизельный миф» - это « фальсификация истории ».

Первый дизельный двигатель

Дизель искал фирмы и фабрики, которые построят его двигатель. С помощью Морица Шретера и Макса Гутермута , Ему удалось убедить как Круппа в Эссене, так и в Масшиненфабрике Аугсбурге . Контракты были подписаны в апреле 1893 года, был построен первый прототип -двигатель Дизеля А в начале лета 1893 года в Аугсбурге . 10 августа 1893 года произошло первое зажигание, использованное топливо было бензином. Зимой 1893/1894 годы дизельный перепроектировал существующий двигатель, и к 18 января 1894 года его механика превратила его во второй прототип. В течение января того же года впрыска воздуха и протестирована. к головке цилиндра двигателя была добавлена ​​система Фридрих Сасс утверждает, что можно предположить, что дизель скопировала концепцию инъекции воздуха от Джорджа Б. Брайтона , хотя дизель существенно улучшил систему. 17 февраля 1894 года переработанный двигатель работал для 88 революций - одна минута; С этой новостью акции Maschinenfabrik Augsburg выросли на 30%, что свидетельствует о огромных ожидаемых требованиях для более эффективного двигателя. 26 июня 1895 года двигатель достиг эффективной эффективности 16,6% и имел потребление топлива 519 г · кВт ⁻¹ ·час ⁻¹ . Однако, несмотря на доказывание концепции, двигатель вызвал проблемы, и дизель не мог достичь какого -либо существенного прогресса. Таким образом, Крупп считал отменить контракт, который они заключили с дизельным топливом. Дизель был вынужден улучшить конструкцию своего двигателя и бросился построить третий прототип двигателя. В период с 8 ноября по 20 декабря 1895 года второй прототип успешно рассмотрел более 111 часов на испытательной скамейке. В отчете за январь 1896 года это считалось успешным.

В феврале 1896 года Дизель подумал о надгробиле третьего прототипа. Имануэль Лаустер , которому было приказано нарисовать третий прототип « Мотор 250/400 », закончил чертежи к 30 апреля 1896 года. Летом того же года был построен двигатель, он был завершен 6 октября 1896 года. Испытания проводились до начала 1897 года. Первые публичные тесты начались 1 февраля 1897 года. Тест Морица Шретера 17 февраля 1897 года был основным испытанием двигателя дизеля. Двигатель был оценен 13,1 кВт с удельным потреблением топлива 324 г · кВт ⁻¹ ·час ⁻¹ , в результате эффективность 26,2%. К 1898 году Дизель стал миллионером.

Временная шкала

1890 -е годы

• 1893: Рудольфа Дизеля появляется эссе под названием «Теория и конструкция рационального теплового двигателя» .
• 1893: 21 февраля, Дизель и Масшиненфабрик Аугсбург подписывают контракт, который позволяет Diesel создавать прототип двигателя.
• 1893: 23 февраля, Дизель получает патент (RP 67207) под названием « Способ работы и проектирование для машин внутреннего сгорания » (методы работы и методы для внутренних комбинационных двигателей).
• 1893: 10 апреля, дизель и Krupp подписывают контракт, который позволяет Diesel создавать прототип двигателя.
• 1893: 24 апреля, и Krupp, и Maschinenfabrik Augsburg решают сотрудничать и построить только один прототип в Аугсбурге.
• 1893: июль, первый прототип завершен.
• 1893: 10 августа, дизельное топливо вводит топливо (бензин) впервые, что приводит к сгоранию, разрушая индикатор .
• 1893: 30 ноября, Diesel применяется к патенту (RP 82168) для модифицированного процесса сгорания. Он получает его 12 июля 1895 года.
• 1894: 18 января, после того, как первый прототип был изменен, чтобы стать вторым прототипом, начинается тестирование со вторым прототипом.
• 1894: 17 февраля, второй прототип проходит впервые.
• 1895: 30 марта, Дизель подает заявку на патент (RP 86633) для начального процесса с сжатым воздухом.
• 1895: 26 июня, второй прототип впервые проходит тестирование тормозов.
• 1895: Дизель подает заявку на второй патент в США. Патент # 608845
• 1895: 8 ноября - 20 декабря, проводится серия тестов со вторым прототипом. Всего записано 111 часов работы.
• 1896: 30 апреля, Имануэль Лаустер завершает третий и последний прототип.
• 1896: 6 октября, третий и последний двигатель прототипа завершен.
• 1897: 1 февраля, прототип дизеля работает и, наконец, готов к тестированию и производству эффективности.
• 1897: 9 октября, Adolphus Busch Лицензирует права на дизельный двигатель для США и Канады.
• 1897: 29 октября, Рудольф Дизель получает патент (DRP 95680) на надрубку дизельного двигателя.
• 1898: 1 февраля, зарегистрирован дизельный моторик-фабрик Actien-Gesellschaft.
• 1898: март, первый коммерческий дизельный двигатель, рейтинг 2 × 30 фунтов на пс (2 × 22 кВт), установлен на заводе Кемптен на заводе Vereinigte Zündholzfabriken AG
• 1898: 17 сентября, Общество дизельных двигателей Allgemeine A.-G. Основан.
• первый двухтактный дизельный двигатель, изобретенный Hugo Güldner . 1899: Построен

1900 -е годы

Мужчина DM Trunk Diesel Engine, построенный в 1906 году. Серия Man DM считается одним из первых коммерчески успешных дизельных двигателей.

• 1901: Imanuel Lauster разрабатывает первый дизельный двигатель багажника (DM 70).
• 1901: К 1901 году человек произвел 77 цилиндров дизельного двигателя для коммерческого использования.
• 1903: запускаются два первых дизельных корабля, как для реки, так и для операций по реке и каналам: вандал нафтха- танкер и Сармат .
• 1904: Французы запускают первую дизельную подводную лодку , AIGRETTE .
• 1905: 14 января: Дизель подает заявку на патент на инъекцию единицы (L20510I/46A).
• 1905: Первые турбокомпрессоры и промежуточные охладители дизельного двигателя изготавливаются Büchi.
• 1906: дизельный моторик-фабрик Actien-Gesellschaft распущен.
• 1908: истекает патенты дизеля.
• 1908: появляется первый грузовик ( грузовик ) с дизельным двигателем.
• 1909: 14 марта, Prosper L'Orange подает заявку на патент на инъекцию предварительной камеры . Позже он строит первый дизельный двигатель с этой системой.

1910 -е годы

• 1910: Человек начинает делать двухтактные дизельные двигатели.
• 1910: 26 ноября, Джеймс МакКечни подает заявку на патент на инъекцию подразделения . В отличие от дизеля, он успешно создал форсунки рабочих блоков.
• 1911: 27 ноября, Общество дизельных двигателей Allgemeine A.-G. Растворяется.
• 1911: Германская верфи в Киле строит дизельные двигатели 850 пс (625 кВт) для немецких подводных лодок. Эти двигатели установлены в 1914 году.
• 1912: Человек строит первый двухтактный дизельный двигатель поршня двойного действия.
• 1912: Первый локомотив с дизельным двигателем используется на швейцарской железной дороге Winterthur -Romanshorn .
• 1912: MS Selandia -это первое океанское судно с дизельными двигателями.
• 1913: Дизели Nelseco устанавливаются на коммерческих кораблях и подводных лодках ВМС США .
• 1913: 29 сентября, Рудольф Дизель умирает загадочно, пересекая английский канал на СС Дрезден .
• 1914: Человек строит 900 пс (662 кВт) двухтактные двигатели для голландских подводных лодок.
• 1919: Prosper L'Orange получает патент на вставку для предварительной камеры, иглы включающую в себя сопло впрыскивания . Первый дизельный двигатель от Cummins .

1920 -е годы

Fairbanks Morse Model 32

• 1923: на выставке Königsberg DLG, первого сельскохозяйственного трактора с дизельным двигателем, представлен прототип Benz-Sendling S6.
• 1923: 15 декабря, первое грузовик с дизельным двигателем с прямым впрыском тестируется человеком. В том же году Бенц строит грузовик с дизельным двигателем, внедренной перед комбинизацией.
• 1923: Появляется первый двухтактный дизельный двигатель с поглощением контрфалоу.
• 1924: Fairbanks-Morse представляет двухтактный Y-VA (позже переименовано в модель 32).
• 1925: Sendling начинает массовое производство дизельного сельскохозяйственного трактора.
• 1927: Bosch представляет первый встроенный впрыск для дизельных двигателей автомобилей.
• 1929: появляется первый автомобильный автомобиль с дизельным двигателем. Его двигатель представляет собой двигатель Otto, модифицированный для использования принципа дизельного топлива и насоса впрыска Bosch. Несколько других дизельных автомобильных прототипов следуют.

1930 -е годы

• 1933: Junkers Motorenwerke в Германии. Начало производства самого успешного массового авиационного дизельного двигателя всех времен, Jumo 205 . В начале Второй мировой войны произведено более 900 примеров. Его номинальная мощность взлета составляет 645 кВт.
• 1933: General Motors использует свой новый дизельный двигатель Winton 201a 201, впрыскиваемый в инъекцию, для питания своей автомобильной сборочной выставки на Чикагской мировой ярмарке ( столетие прогресса ). Двигатель предлагается в нескольких версиях от 600 до 900 л.с. (447–671 кВт).
• 1934: Budd Company строит первый дизельный пассажирский поезд в США, Pioneer Zephyr 9900 , используя двигатель Winton.
• 1935: Citroën Rosalie оснащена ранним дизельным двигателем, вводимой ранней камерой, для целей тестирования. Daimler-Benz начинает производство Mercedes-Benz OM 138 , первого дизельного двигателя с массовым производством для легковых автомобилей, и один из немногих рыночных дизельных двигателей для пассажирских автомобилей. Это рейтинг 45 пс (33 кВт).
• 1936: 4 марта, дирижабль LZ 129 Гинденбург , самый большой самолет, когда -либо изготовленный, взлетел впервые. Он оснащен четырьмя дизельными двигателями V16 Daimler-Benz LOF 6, оцененный 1200 пс (883 кВт) каждый.
• 1936: Производство первого массового продуцированного пассажирского автомобиля с дизельным двигателем ( Mercedes-Benz 260 D ) начинается.
• 1937: Konstantin Fyodorovich Chelpan разрабатывает дизельный двигатель V-2 , позже используемый в советских танках T-34 , который широко считается лучшим танком во Второй мировой войне.
• 1938: General Motors образует дизельное подразделение GM, позже станет Detroit Diesel , и представляет двигатель Series 71 двухпрочный двухпрочный , подходящий для дорожных транспортных средств и морских.

1940 -е годы

• 1946: КЛССИ КУММИНС получает патент на аппарат для кормления топлива и инъекции для двигателей сжигания нефти , которые включают отдельные компоненты для создания давления впрыска и времени впрыска.
• 1946: Klöckner-Humboldt-Deutz (KHD) представляет на рынок дизельный двигатель массового производства с воздушным охлаждением.

1950 -е годы

Поршень человеческого 4 дизельного двигателя с сферой сферы сферы человека ( ВД 14,5/12-1 SRW )

• 1950-е годы: KHD становится лидером мирового рынка дизельного двигателя с воздушным охлаждением.
• 1951: J. Siegfried Meurer получает патент на M-System , дизайн, которая включает в себя центральную камеру сгорания в поршне (DBP 865683).
• 1953: Первая массовая продуманная камера вводится дизельный двигатель для пассажирского автомобиля (Borgward/Fiat).
• 1954: Daimler-Benz представляет Mercedes-Benz OM 312 A , 4,6-литровый промышленный дизельный двигатель с линейным серийным производством с турбокомпрессором, оцененный 115 пс (85 кВт). Оказывается ненадежным.
• 1954: Volvo производит небольшую серию партии из 200 единиц турбонаддувной версии двигателя TD 96. Этот 9,6 -литровый двигатель имеет рейтинг 136 кВт (185 пс).
• 1955: Турбонаддуво для человека двухтактных морских дизельных двигателей становится стандартным.
• 1959: Peugeot 403 становится первым массовым пассажирским седаном/салоном, производимым за пределами Западной Германии, который будет предложен с вариантом дизельного двигателя.

1960 -е годы

Mercedes-Benz OM 352 , один из первых прямого введенных дизельных двигателей Mercedes-Benz. Он был представлен в 1963 году, но массовое производство началось только летом 1964 года.

• 1964: Лето, Daimler-Benz переключается от инъекции камеры предварительной добычи на прямую инъекцию с управляемой спиралью.
• 1962–65: дизельная система тормозной тормозной системы , в конечном итоге, будет изготовлена ​​компания Jacobs Manufacturing Company и прозвище «тормоз Джейка», изобретена и запатентован Клемзи Камминсом.

1970 -е годы

• 1972: KHD представляет AD-System , Allstoff-Direkteinspritzung , (Anyfuel Direct Injection), для своих дизельных двигателей. Рекламные дизели могут работать практически на любом виде жидкого топлива, но они оснащены вспомогательной свечей зажигания, которая стреляет, если качество зажигания топлива слишком низкое.
• 1976: Развитие общей инъекции железной дороги начинается в Eth Zürich.
• 1976: Volkswagen Golf становится первым компактным пассажирским седаном/салоном, который предлагается с вариантом дизельного двигателя.
• 1978: Daimler-Benz производит первый дизельный двигатель для пассажирского автомобиля с турбокомпрессором ( двигатель Mercedes-Benz OM617 ).
• 1979: Первый прототип низкоскоростного двухтактного двигателя Crosshead с общей впрыском железной дороги.

1980 -е годы

• 1981/82: Uniflow поглощение двухтактных морских дизельных двигателей становится стандартным.
• 1982: август, Toyota представляет микропроцессорный блок управления двигателями (ECU) для дизельных двигателей на японский рынок.
• 1985: декабрь, дорожные испытания общей системы впрыска железной дороги для грузовиков с использованием модифицированного двигателя GRF-E GRF-E в IFA W50 6 Вд в IFA.
• 1987: Daimler-Benz представляет инъекционный насос с электронным управлением для дизельных двигателей грузовика.
• 1988: Fiat Croma становится первым массовым автомобилем в мире, у которого был прямой впрыск дизельного двигателя.
• 1989: Audi 100 является первым пассажирским автомобилем в мире с турбонаддувом, промежуточным, прямого и электронным управляемым дизельным двигателем. Он имеет BMEP 1,35 МПа и BSFC 198 г/(кВт · ч).

1990 -е годы

• 1992: 1 июля Euro 1 . вступает в силу стандарт выбросов
• 1993: Дизельный двигатель первого автомобиля с четырьмя клапанами на цилиндр Mercedes-Benz OM 604.
• 1994: Система инжекторов единиц от Bosch для грузовых дизельных двигателей.
• 1996: Первый дизельный двигатель с прямой впрыском и четырьмя клапанами на цилиндр, используемый в Opel Vectra .
• 1996: Первый радиальный поршневой дистрибьютор насоса от Bosch.
• 1997: Первый массовый дизельный дизельный двигатель для пассажирского автомобиля, Fiat 1.9 JTD.
• 1998: BMW выигрывает 24 -часовую гонку Nürburgring с модифицированным BMW E36 . Автомобиль, называемый 320D, оснащен 2-литровым, прямым четырех дизельным двигателем с прямым впрыском и контролируемым спиной насосом дистрибьютора (Bosch VP 44), производящий 180 кВт (240 л.с.). Расход топлива составляет 23 л/100 км, и только половина расхода топлива аналогичного автомобиля с мощностью Отто.
• 1998: Volkswagen представляет двигатель VW EA188 насосной души (1,9 TDI), с разработанными Bosch, электронно контролируемыми блоками .
• 1999: Daimler-Chrysler представляет первый железнодорожным двигателем, дизельный двигатель с трехцилиндровым используемый в пассажирском автомобиле ( Smart City Coupe ).

2000 -е годы

Audi R10 TDI, 2006 24 часа победителя Le Mans.

• 2000: Peugeot представляет дизельный фильтр частиц для пассажирских автомобилей.
• 2002: пьезоэлектрического инжектора от Siemens. Технология
• 2003: Технология пьезоэлектрического инжектора от Bosch, и Дельфи.
• 2004: BMW представляет двухэтапное турбонаддув с двигателем BMW M57 .
• самый мощный дизельный двигатель в мире, Wärtsilä-Sulzer RTA96-C 2006: Производится . Он оценен 80,080 кВт.
• 2006: Audi R10 TDI , оснащенный 5,5-литровым двигателем V12-TDI, рейтингом 476 кВт (638 л.с.), выигрывает 24 часа Le Mans 2006 года .
• 2006: Daimler-Chrysler запускает первую серийную производительность автомобиля с селективным каталитическим восстановлением выхлопных газов, Mercedes-Benz OM 642 . Он полностью соответствует стандарту выбросов Tier2bin8.
• 2008: Volkswagen представляет катализатор LNT для дизельных двигателей для пассажирских автомобилей с двигателем VW 2.0 TDI .
• 2008: Volkswagen запускает серии производства крупнейшего дизельного двигателя пассажирского автомобиля, 6-литрового V12 TDI Audi.
• 2008: Subaru представляет первый горизонтально противоположный дизельный двигатель, который будет установлен на пассажирский автомобиль. Это 2-литровый общий железнодорожный двигатель, оцененный 110 кВт.

2010 -е

• 2010: Mitsubishi разработал и начал массовое производство своего 4N13 1,8 L DOHC I4, первого в мире дизельного двигателя автомобиля, который оснащен системой ворота переменных клапанов .
• 2012: BMW представляет двухэтапное турбонаддув с тремя турбокомпрессорами для двигателя BMW N57 .
• 2015: Общие железнодорожные системы, работающие с давлением 2500 бар.
• 2015: В скандале с выбросами Volkswagen опубликовало EPA США уведомление о нарушении Закона о чистом воздухе для Volkswagen Group после того, как Volkswagen преднамеренно запрограммировал дизельные двигатели с прямым инъекцией с турбонаддувом (TDI) для активации определенных выбросов контролей во время лабораторных излучений (TDI). тестирование .

Операционный принцип

Обзор

Характеристики дизельного двигателя

• Использование сжатия зажигания вместо аппарата зажигания, такого как свеча зажигания .
• Внутренняя смесь. В дизельных двигателях смесь воздуха и топлива образуется только внутри камеры сгорания.
• Качественный контроль крутящего момента. Количество крутящего момента, который производит дизельный двигатель, не контролируется дросселизмом впускного воздуха (в отличие от традиционного бензинового двигателя, где воздушный поток уменьшается, чтобы регулировать выход крутящего момента), вместо этого объем воздуха, поступающего в двигатель максимизированные в любое время, и выход крутящего момента регулируется исключительно путем управления количеством введенного топлива.
• Высокое соотношение воздушного топлива . Дизельные двигатели работают в глобальных соотношениях воздушного топлива значительно стройнее, чем стехиометрическое соотношение .
• Диффузионное пламя : при сжигании кислород сначала должен диффундировать в пламя, а не в том, чтобы кислород и топливо уже смешивались перед сгоранием, что приведет к предварительному пламени .
• Гетерогенная смесь воздушного топлива: в дизельных двигателях в цилиндре нет даже дисперсии топлива и воздуха. Это связано с тем, что процесс сгорания начинается в конце фазы впрыска, прежде чем может быть образована однородная смесь воздуха и топлива.
• Предпочтение топливе иметь высокую производительность зажигания ( читановое число ), а не высокое устойчивость ( октановое рейтинг ), которое предпочтительнее бензиновых двигателей.

Термодинамический цикл

Модель дизельного двигателя, левая сторона

Модель дизельного двигателя, правая

См. Также: Дизельный цикл и возвратный двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания дизельного топлива отличается от цикла OTTO с питанием бензина , используя высоко сжатый горячий воздух для зажигания топлива, а не использования свечи зажигания ( компрессионное зажигание, а не зажигание Spark ).

В дизельном двигателе только воздух первоначально вводится в камеру сгорания. Затем воздух сжимается с коэффициентом сжатия, как правило, между 15: 1 и 23: 1. Это высокое сжатие приводит к повышению температуры воздуха. Примерно в верхней части хода сжатия топливо впрыскивается непосредственно в сжатый воздух в камере сгорания. Это может быть в (как правило, тороидальном ) пустоте в верхней части поршня или до предварительной камеры в зависимости от конструкции двигателя. Топливный форсунок гарантирует, что топливо разбивается на небольшие капли, и что топливо распределяется равномерно. Тепло сжатого воздуха испаряется топливо с поверхности капель. Затем пары зажигают тепло от сжатого воздуха в камере сгорания, капли продолжают испаряться с их поверхностей и гореть, становясь меньше, пока все топлива в капель не будет сожжено. Сгорание происходит при существенно постоянном давлении во время начальной части хода питания. Начало испарения вызывает задержку перед зажиганием, а характерный дизельный звук, который нокает звук, когда пара достигает температуры зажигания и вызывает резкое увеличение давления над поршнем (не показано на диаграмме индикатора PV). Когда сгорание завершено, газы сгорания расширяются, когда поршень спускается дальше; Высокое давление в цилиндре движет поршень вниз, поставляя питание на коленчатый вал.

Помимо высокого уровня сжатия, позволяя сжигать сгорание без отдельной системы зажигания, высокий коэффициент сжатия значительно повышает эффективность двигателя. Увеличение коэффициента сжатия в двигателе зажигания искры, где топливо и воздух смешиваются до входа в цилиндр, ограничено необходимостью предотвращения предварительного введения , что приведет к повреждению двигателя. Поскольку только воздух сжимается в дизельном двигателе, а топливо не вводится в цилиндр до незадолго до верхнего мертвого центра ( TDC ), преждевременная детонация не является проблемой, а коэффициенты сжатия намного выше.

PV -диаграмма для идеального дизельного цикла (который следует за числами 1–4 в направлении по часовой стрелке). Горизонтальная ось является объемом цилиндра. В дизельном цикле сгорание происходит почти при постоянном давлении. На этой диаграмме работа, которая генерируется для каждого цикла, соответствует площади в цикле.

Диаграмма давления -объема (PV) представляет собой упрощенное и идеализированное представление событий, связанных с циклом дизельного двигателя, расположенного для иллюстрации сходства с циклом карно . Начиная с 1, поршень находится в нижней мертвой центре, и оба клапана закрыты в начале удара сжатия; Цилиндр содержит воздух при атмосферном давлении. Между 1 и 2 воздух сжимается адиабатически - это без теплопередачи в окружающую среду или из -за растущего поршня. (Это только приблизительно верно, так как будет некоторый теплообмен с стенками цилиндра .) Во время этого сжатия объем снижается, давление и температура повышаются. За или немного до 2 (TDC) топливо впрыскивается и сжигает сжатый горячий воздух. Химическая энергия высвобождается, и это представляет собой инъекцию тепловой энергии (тепло) в сжатый газ. Сгорание и нагревание происходят между 2 и 3. В этом интервале давление остается постоянным, поскольку поршень спускается, а объем увеличивается; Температура повышается в результате энергии сгорания. При 3 инъекции топлива и сгорания завершены, а цилиндр содержит газ при более высокой температуре, чем при 2. От 3 до 4 Этот горячий газ расширяется, опять же примерно адиабатически. Работа выполняется в системе, к которой подключен двигатель. Во время этой фазы расширения объем газа повышается, а его температура и давление падают. В 4 открывается выхлопная клапан, и давление резко падает на атмосферную (приблизительно). Это неразрываемое расширение, и это никакой полезной работы не выполнено. В идеале адиабатическое расширение должно продолжаться, расширяя линию 3–4 справа до тех пор, пока давление не опустится на давление окружающего воздуха, но потеря эффективности, вызванная этим неразрывным расширением, оправдана практическими трудностями, связанными с его восстановлением (двигатель должен быть намного больше). После открытия выхлопного клапана следуют выхлопные удары, но этот (и следующий индукционный ход) не отображается на диаграмме. Если показать, они будут представлены петлей низкого давления в нижней части диаграммы. В 1 предполагается, что выхлопные и индукционные инсульты были завершены, а цилиндр снова заполнен воздухом. По поршнево-цилиндре поглощает энергию между 1 и 2-это работа, необходимая для сжатия воздуха в цилиндре, и обеспечивается механической кинетической энергией, хранящейся в маховике двигателя. Выход работы осуществляется комбинацией поршневого цилиндра между 2 и 4. Разница между этими двумя шагами работ-это указанный выход работы за цикл и представлена ​​площадью, заключенной в PV-цикл. Адиабатическое расширение находится в диапазоне более высокого давления, чем у сжатия, потому что газ в цилиндре горячее во время расширения, чем во время сжатия. Именно по этой причине цикл имеет конечную область, а чистый выход работы во время цикла положительный.

Эффективность

Эффективность топлива дизельных двигателей лучше, чем у большинства других типов двигателей сгорания, Из -за их высокого коэффициента сжатия высокое соотношение эквивалентности воздуха и эфира (λ) , и отсутствие ограничений на воздухозаборник (то есть клапаны дроссельной заслонки). Теоретически, максимально возможная эффективность для дизельного двигателя составляет 75%. Однако на практике эффективность намного ниже, с эффективностью до 43% для двигателей пассажирских автомобилей, до 45% для крупных грузовых и автобусных машин, а также до 55% для больших двухтактных морских двигателей. Средняя эффективность по сравнению с циклом вождения автомобиля ниже, чем пиковая эффективность дизельного двигателя (например, средняя эффективность 37% для двигателя с пиковой эффективностью 44%). Это связано с тем, что топливная эффективность дизельного двигателя падает при более низких нагрузках, однако, она не падает так быстро, как двигатель Otto (Spark agnition).

Выбросы

Смотрите также: дизельный выхлоп

Дизельные двигатели являются двигателями сгорания и, следовательно, издают продукты сгорания в их выхлопном газе . Из -за неполного сгорания, Выхлопные газы дизельного двигателя включают окись углерода , углеводороды , твердые частицы и оксидов азота загрязнители . Около 90 процентов загрязняющих веществ могут быть удалены из выхлопного газа с использованием технологии очистки выхлопных газов. Дизельные двигатели дорожного транспортного средства не имеют выбросов диоксида серы , потому что с 2003 года автомобильные дизельное топливо не содержат серы. Хельмут Цшёке утверждает, что твердые частицы, испускаемые из автомобилей, оказывают негативное влияние на здоровье человека.

Слительные вещества в выбросах выхлопных газов дизельного топлива иногда классифицируются как канцероген или «вероятный канцероген» и, как известно, увеличивают риск сердечных и респираторных заболеваний.

Электрическая система

В принципе, дизельный двигатель не требует какой -либо электрической системы. Тем не менее, большинство современных дизельных двигателей оснащены электрическим топливным насосом и электронным блоком управления двигателями.

Тем не менее, в дизельном двигателе нет высоковольтной системы электрического зажигания. Это устраняет источник радиочастотных выбросов (который может мешать навигационному и коммуникационному оборудованию), поэтому в некоторых частях американской национальной зоны национального радио-зоны разрешены только транспортные средства с дизельным двигателем .

Управление крутящим моментом

Чтобы контролировать выход крутящего момента в любой момент времени (то есть, когда водитель автомобиля регулирует педали ускорителя ), губернатор регулирует количество топлива, введенного в двигатель. Механические губернаторы использовались в прошлом, однако электронные губернаторы чаще встречаются в современных двигателях. Механические губернаторы обычно приводят к вспомогательному пояске или системе передачи и используйте комбинацию пружин и весов для управления доставкой топлива относительно как нагрузки, так и скорости. Электронно управляемые двигатели используют электронный блок управления (ECU) или электронный модуль управления (ECM) для управления доставкой топлива. ECM/ECU используют различные датчики (такие как сигнал скорости двигателя, давление впускного коллектора и температура топлива), чтобы определить количество топлива, введенного в двигатель.

Из-за того, что количество воздуха постоянно (для данного оборотов), в то время как количество топлива варьируется, очень высокие («худое») соотношения воздушного топлива используются в ситуациях, когда требуется минимальная мощность крутящего момента. Это отличается от бензинового двигателя, где используется дроссель, чтобы также уменьшить количество впускного воздуха в рамках регулирования момента крутящего момента двигателя. Контроль времени начала впрыска топлива в цилиндр аналогичен управлению временем зажигания в бензиновом двигателе. Поэтому это ключевой фактор в управлении выходной мощностью, расходом топлива и выбросами выхлопных газов.

Классификация

Существует несколько различных способов классификации дизельных двигателей, как указано в следующих разделах.

RPM -эксплуатационный диапазон

Гюнтер Мау классифицирует дизельные двигатели по их вращательным скоростям на три группы:

• Высокоскоростные двигатели (> 1000 об / мин),
• Двигатели средней скорости (300–1000 об / мин) и
• Медленные двигатели (<300 об / мин).

Высокоскоростные дизельные двигатели

Высокоскоростные двигатели используются для питания грузовиков (грузовиков), автобусов , тракторов , автомобилей , яхт , компрессоров , насосов и небольших электрических генераторов . По состоянию на 2018 год большинство высокоскоростных двигателей имеют прямую инъекцию . Многие современные двигатели, особенно в приложениях на высоте, имеют общую железнодорожную прямую инъекцию . На более крупных кораблях высокоскоростные дизельные двигатели часто используются для питания электрических генераторов. Самая высокая мощность высокоскоростных дизельных двигателей составляет приблизительно 5 МВт.

Дизельные двигатели средней скорости

Стационарный 12 цилиндров турбодизельный двигатель в сочетании с генератором, установленным для вспомогательной энергии

Двигатели средней скорости используются в крупных электрических генераторах, железнодорожных дизельных локомотивах , двигателе корабля и механическом приводе, таких как большие компрессоры или насосы. Дизельные двигатели средней скорости работают либо на дизельном топливе, либо в тяжелом маслом путем прямого впрыска так же, как и двигатели с низкой скоростью. Обычно это четырехтактные двигатели с багажными поршнями; Примечательным исключением являются двигатели EMD 567 , 645 и 710 , которые являются двумя ударами.

Выход мощности средних дизельных двигателей может достигать 21 870 кВт, с эффективной эффективностью составляет около 47-48% (1982). Большинство больших двигателей средней скорости начинаются с сжатого воздуха, прямого на поршнях, используя воздушный дистрибьютор, в отличие от пневматического стартового двигателя, действующего на маховик, который, как правило, используется для небольших двигателей.

Двигатели средней скорости, предназначенные для морских применений, обычно используются для питания ( RO-RO ), пассажирских кораблей или небольших грузовых кораблей. Использование двигателей средней скорости снижает стоимость меньших кораблей и увеличивает их транспортные мощности. В дополнение к этому, один корабль может использовать два небольших двигателя вместо одного большого двигателя, что повышает безопасность корабля.

Низкоскоростные дизельные двигатели

Человек B & W 5S50MC, двухтактный, низкоскоростной, встроенный пятицилиндровый морской дизельный двигатель на борту химического носителя 29 000 тонн.

Низкоскоростные дизельные двигатели обычно очень большие по размеру и в основном используются для питания кораблей . Существует два различных типа двигателей с низкой скоростью, которые обычно используются: двухтактные двигатели с перекрестной головкой и четырехтактные двигатели с обычным багажником. Двухтактные двигатели имеют ограниченную частоту вращения, и их обмен заряда сложнее, что означает, что они обычно больше, чем четырехтактные двигатели, и используются для непосредственного питания пропеллера корабля.

Четырехтактные двигатели на кораблях обычно используются для питания электрического генератора. Электродвигатель питает пропеллер. Оба типа, как правило, очень недостаточные квадрат , то есть отверстие меньше удара. Низкоскоростные дизельные двигатели (как используются на кораблях и других приложениях, где общий вес двигателя является относительно неважным) часто обладают эффективной эффективностью до 55%. Как и двигатели средней скорости, двигатели с низкой скоростью запускаются с сжатым воздухом, и они используют тяжелое масло в качестве основного топлива.

Цикл сгорания

Схема двухтактного дизельного двигателя с воздуходувка корней

Детройтское дизельное время

Четырехтактные двигатели используют цикл сгорания, описанный ранее. Например, большинство меньших дизелей для использования автомобиля обычно используют четырехтактный цикл. Это связано с несколькими факторами, такими как узкая полоса мощности двухтактной конструкции, которая не особенно подходит для автомобильного использования и необходимостью сложных и дорогих встроенных систем смазки и мер по уборке. Эффективность экономии (и доля дополнительного веса) этих технологий оказывает меньшее влияние на более крупные, более дорогие двигатели, в то время как двигатели, предназначенные для доставки или стационарного использования, могут работать на одной скорости в течение длительных периодов времени.

Двухтактные двигатели используют цикл сгорания, который завершается двумя ударами вместо четырех ударов. Заполнение цилиндра воздухом и сжатием его происходит за один ход, а мощность и выхлопные мазки объединяются. Сжатие в двухтактном дизельном двигателе аналогична сжатию, которое происходит в четырехтактном дизельном двигателе: когда поршень проходит через нижний центр и запускается вверх, начинается сжатие, кульминацией которого является инъекция топлива и зажигание. Вместо полного набора клапанов двухтактные дизельные двигатели имеют простые впускные порты и выхлопные порты (или выпускные клапаны). Когда поршень приближается к нижнему мертвому центру, как впуск, так и выхлопные порты являются «открытыми», что означает, что внутри цилиндра есть атмосферное давление. Следовательно, какой -то насос требуется, чтобы взорвать воздух в цилиндр, а газы сгорания попадают в выхлоп. Этот процесс называется массовой точки зрения . Требуемое давление составляет приблизительно 10-30 кПа.

Из-за отсутствия дискретных выхлопных газов и впускных ударов все двухтактные дизельные двигатели используют вентилятор для утилизации или какую-то форму компрессора для зарядки цилиндров с воздухом и оказания помощи в утилизации. Нагнетатели типа корней использовались для судовых двигателей до середины 1950-х годов, однако с 1955 года они широко заменялись турбокомпрессорами. Обычно двухтактный дизельный двигатель корабля имеет одностадийный турбокомпрессор с турбиной с осевым притоком и радиальным оттоком.

Поиск двухтактных двигателей

В целом, есть три типа очистки:

• Uniflow по убору
• Поглощение кросс -потока
• Обратное поглощение потока

Ускорение поперечного потока является неполным и ограничивает инсульт, но некоторые производители использовали его. Поглощение обратного потока - очень простой способ очистки, и он был популярен среди производителей до начала 1980 -х годов. Университет Uniflow более сложна для создания, но обеспечивает наибольшую топливную эффективность; С начала 1980 -х годов такие производители, как Man и Sulzer, перешли на эту систему. Это стандарт для современных двухтактных дизельных двигателей.

Топливо используется

Основная статья: биологические транспортные средства § дизельные преобразования

Так называемые двухтопливные дизельные двигатели или газовые дизельные двигатели сжигают два разных типа топлива одновременно , например, газообразное топливо и дизельное топливо двигателя. Аутоиджиниты с дизельным двигателем топлива из-за сжатия зажигания, а затем зажигает газообразное топливо. Такие двигатели не требуют какого -либо типа зажигания искры и работают аналогично обычным дизельным двигателям.

Впрыск топлива

Топливо впрыскивается при высоком давлении либо в камеру сгорания , «вихревая камера» или «до камер», В отличие от бензиновых двигателей, где топливо часто добавляется в впускной коллектор или карбюратор . Двигатели, где топливо впрыскивается в основную камеру сгорания, называются двигателями прямого впрыска (DI), в то время как те, которые используют вихревую камеру или предварительную камеру, называются двигателями косвенных инъекций (IDI).

Прямая инъекция

Различные виды поршневых мисок

Основная статья: Прямая инъекция топлива

Большинство дизельных двигателей прямого впрыска имеют чашку сгорания в верхней части поршня, где распыляется топливо. Многие различные методы инъекции могут быть использованы. Обычно двигатель с прямой инъекцией, контролируемым спиралью, имеет встроенный насос или впрыск дистрибьютора. Для каждого цилиндра двигателя соответствующий поршень в топливном насосе измеряет правильное количество топлива и определяет время каждой инъекции. Эти двигатели используют инжекторы , которые являются очень точными пружинными клапанами, которые открываются и закрываются при определенном давлении топлива. Отдельные топливные линии высокого давления соединяют топливный насос с каждым цилиндром. Объем топлива для каждого отдельного сгорания контролируется наклонной канавкой в ​​поршне, которая вращается только на несколько градусов, высвобождая давление и контролируется механическим губернатором, состоящий из весов, вращающихся при скорости двигателя, ограниченных пружинами и рычагом. Инжекторы удерживаются открытым давлением топлива. На высокоскоростных двигателях насосы плунжера вместе в одном блоке. Длина топливных линий от насоса до каждого инжектора обычно одинакова для каждого цилиндра, чтобы получить одинаковую задержку давления. Прямые инъекционные дизельные двигатели обычно используют топливные форсунки с отверстием.

Электронный контроль впрыска топлива трансформировал двигатель прямого впрыска, обеспечивая гораздо больший контроль над сгоранием.

Общий рельс

Системы прямого впрыска (CR) не имеют функций топлива, повышения давления и доставки в одном блоке, как, например, в случае насоса типа дистрибьютора Bosch. Насос высокого давления снабжает CR. Требования каждого цилиндрического инжектора выполняются из этого общего резервуара высокого давления топлива. Электронный контроль дизельного топлива (EDC) контролирует как давление рельса, так и инъекции в зависимости от условий эксплуатации двигателя. Инжекторы более старых систем CR имеют соленоидные плунгеры для поднятия иглы -инъекции, в то время как новые инжекторы CR используют плунгеры, управляемые пьезоэлектрическими приводами, которые имеют меньшую движущуюся массу и, следовательно, допускают еще больше инъекций в течение очень короткого периода времени. Ранние общие железнодорожные системы контролировались механическими средствами.

Давление впрыска современных систем CR колеблется от 140 МПа до 270 МПа.

Косвенная инъекция

Комета Рикардо косвенная камера инъекции

Основная статья: косвенная инъекция

Двигатель непрямой дизельной системы впрыска (IDI) доставляет топливо в небольшую камеру, называемую вихревой камерой, предварительной камерой, предварительной камерой или анте-камер, которая соединена с цилиндром узким воздушным проходом. Как правило, цель предварительной камеры - создать повышенную турбулентность для лучшего смешивания воздуха / топлива. Эта система также обеспечивает более плавный, более тихий двигатель, и, поскольку смешивание топлива помогает турбулентность, давление инжектора может быть ниже. Большинство систем IDI используют единый инжектор отверстия. Предварительная задача имеет недостаток в снижении эффективности из-за увеличения потери тепла в системе охлаждения двигателя, ограничивая сжигание сжигания, что снижает эффективность на 5–10%. Двигатели IDI также труднее запустить, и обычно требуется использование заглушек Glow. Двигатели IDI могут быть дешевле в строительстве, но обычно требуют более высокого коэффициента сжатия, чем аналог DI. IDI также облегчает производство гладких и тихих двигателей с простой механической системой впрыска, поскольку точное время впрыска не так критично. Большинство современных автомобильных двигателей - это DI, которые имеют преимущества большей эффективности и более легкого запуска; Тем не менее, двигатели IDI по -прежнему можно найти во многих приложениях ATV и небольших дизельных приложениях. Косвенные впрыскиваемые дизельные двигатели используют топливные форсунки типа Пинтл.

Впрыскивание воздуха

Типичный дизельный двигатель в первую очередь в начале 20-го века, оцененный в 59 кВт.

Основная статья: инъекция воздушного воздуха

Ранние дизельные двигатели вводили топливо с помощью сжатого воздуха, который распылил топливо и вынудила его в двигатель через форсунку (аналогичный принцип с аэрозольным спреем). Открытие сопла было закрыто штифтом , прикрепленным к распределительным валу . Хотя двигатель также был необходим для управления воздушным компрессором, используемым для впрыска воздуха, эффективность, тем не менее, была лучше, чем другие двигатели сгорания того времени. Однако система была тяжелой, и она медленно реагировала на изменение требований крутящего момента, что делает ее непригодным для дорожных транспортных средств.

Устройство

Основная статья: подразделение инжектора

Система инжектора единиц , также известная как «Pumpe-Düse» ( насосная нока на немецком языке) объединяет инжектор и топливный насос в один компонент, который расположен над каждым цилиндром. Это устраняет топливные линии высокого давления и достигает более последовательной инъекции. При полной нагрузке давление впрыска может достигать до 220 МПа. Единистые форсунки управляются кулачком , а количество впрыскиваемого топлива контролируется либо механически (стойкой или рычагом), либо в электронном виде.

Из -за повышения требований к производительности, единичные инжекторы были в значительной степени заменены обычными системами впрыска железной дороги.

Особенности дизельного двигателя

Масса

Средний дизельный двигатель имеет более низкое соотношение мощности к масте, чем эквивалентный бензиновый двигатель. Более низкие скорости двигателя (об / мин) типичных дизельных двигателей приводят к более низкой выходной мощности . Кроме того, масса дизельного двигателя, как правило, выше, поскольку более высокое рабочее давление внутри камеры сгорания увеличивает внутренние силы, что требует более сильных (и, следовательно, более тяжелых) деталей, чтобы противостоять этим силам.

Шум ("дизельный скачок")

Шум двигателя MWM 1950-х годов AKD 112 Z двухцилиндрового двухцилиндрового дизельного двигателя

Отличительный шум дизельного двигателя, особенно на ходатайстве, иногда называют «дизельным громким». Этот шум в значительной степени вызван внезапным воспламенением дизельного топлива при введении в камеру сгорания, что вызывает волну давления, которая звучит как стук.

Проектировщики двигателя могут уменьшить дизельное топливо через: косвенную инъекцию; пилот или предварительный инъекцию; Время инъекции; скорость впрыска; Коэффициент сжатия; Turbo Boost; и рециркуляция выхлопных газов (EGR). Системы инъекции общих железнодорожных дизельных дизельных точек допускают множественные события впрыска в качестве помощи в снижении шума. Благодаря такими показателям шум дизельного топлива значительно снижается в современных двигателях. Дизельное топливо с более высоким цитаном с большей вероятностью воспламеняется и, следовательно, уменьшает дизельное топливо.

Холодная погода начинается

В более теплом климате дизельные двигатели не требуют какой -либо стартовой помощи (кроме стартового двигателя ). Тем не менее, многие дизельные двигатели включают в себя некоторую форму предварительного нагрева для камеры сгорания, чтобы помочь начинать в холодных условиях. Двигатели с смещением менее 1 литра на цилиндр обычно имеют сияние , в то время как у больших усилительных двигателей есть системы пламени . Минимальная начальная температура, которая позволяет начинать без предварительного нагрева, составляет 40 ° C (104 ° F) для двигателей предварительной камеры, 20 ° C (68 ° F) для двигателей камер вихря и 0 ° C (32 ° F) для прямого ввода двигатели.

В прошлом использовался более широкий выбор методов холода. Некоторые двигатели, такие как Детройтские дизельные двигатели, используются Система для введения небольшого количества эфира в впускной коллектор, чтобы начать сжигание. Вместо Glowplugs некоторые дизельные двигатели оснащены системами стартовой помощи, которые изменяют время клапана. Самый простой способ, которым это можно сделать, - это декомпрессивный рычаг. Активация рычага декомпрессии блокирует выпускные клапаны в небольшом положении, что приводит к тому, что двигатель не имеет какого -либо сжатия и, таким образом, позволяет переворачивать коленчатый вал с значительно меньшим сопротивлением. маховика Когда коленчатый вал достигает более высокой скорости, перевернуть рычаг декомпрессии обратно в свое нормальное положение внезапно повторно активирует выпускные клапаны, что приведет к сжатию- момент массового момента инерции запускает двигатель. Другие дизельные двигатели, такие как двигатель предварительной камеры XII JV 170/240, изготовленные Ganz & Co., имеют систему изменения времени, изменяющую клапаны, которая работает путем регулировки распределительного вала впускного клапана, перемещая ее в небольшое «позднее» положение. Это сделает впускные клапаны открытыми с задержкой, заставив впускной воздух нагреться при входе в камеру сгорания.

Наручение и турбонаддув

. BMW M21 Пассажирский автомобильный автомобиль

Смотрите также: Turbo-Diesel

Принудительная индукция , особенно турбонаддув, обычно используется на дизельных двигателях, потому что она значительно повышает эффективность и мощность крутящего момента. Дизельные двигатели хорошо подходят для принудительных индукционных настройки из -за их принципа эксплуатации, который характеризуется широкими пределами зажигания и отсутствие топлива во время хода сжатия. Следовательно, сбивание, предварительная зажигания или детонация не могут возникнуть, а скудная смесь, вызванная избыточным надгробильным воздухом внутри камеры сгорания, не отрицательно влияет на сжигание.

Крупные производители

• Мужчина
• МУЖЧИНА
• Wartsila
• Rolls Royce
• Сименс
• Kolomna kdz tmh bmz и udmz
• General Electric GE Транспортировка
• Volvo Penta
• Sulzer (производитель)
• Doosan Doosan Infracore, Doosan Marine
• Yamz Vaz , KMZ - RD Nevsky, STM Газ VMZ VMZ
• Mitsubishi , Mitsui mazda ihi kawasaki honda suzuki subaru isuzu nissan плюс другие
• Caterpillar и Cummins
• AO Zvezda and Zvezda Energetika
• Короткие книги Mac Bmw VW , Mapna Chacks of Iran Gmbh Iran Codro Fraschini , Emd Fairbanks Morse , Sandi Sdm Sandi Sdm

Характеристики топлива и жидкости

Основная статья: дизельное топливо

Дизельные двигатели могут сжигать огромное разнообразие топлива, в том числе несколько топливных масел, которые имеют преимущества по сравнению с топливом, таким как бензин. Эти преимущества включают:

• Низкие затраты на топливо, так как топливные масла относительно дешевы
• Хорошие свойства смазки
• Высокая плотность энергии
• Низкий риск загорания, так как они не образуют легковоспламеняющееся пары
• Биодизель является легко синтезированным топливом, непредубеленным на основе петролеума (посредством переэтерификации , в то время как бензиновые двигатели либо нуждаются может ), которое двигателях работать непосредственно во многих дизельных газохол ).

В дизельных двигателях система механических инжекторов отражает топливо непосредственно в камеру сгорания (в отличие от самолета Вентури в карбюраторе, или топливного инжектора в системе впрыска в многообразите ) Поскольку только воздух вводится в цилиндр в дизельном двигателе, коэффициент сжатия может быть намного выше, так как нет риска предварительного зажигания при том, что процесс инъекции точно включен. Это означает, что температура цилиндров намного выше в дизельном двигателе, чем бензиновый двигатель, что позволяет использовать меньше летучих топлива.

Дизельный двигатель Man 630's M-System -это бензиновый двигатель (предназначенный для запуска на НАТО F 46/F 50 Petrol), но он также работает на реактивном топливе (NATO F 40/F 44), керозин, (НАТО F 58) и дизельное топливо двигателя (НАТО F 54/F 75)

Таким образом, дизельные двигатели могут работать на огромном разнообразии различных видов топлива. В целом, топливо для дизельных двигателей должно иметь надлежащую вязкость , так что инъекционный насос может перекачивать топливо в форсунки впрыска, не вызывая повреждения самому себе или коррозии топливной линии. При инъекции топливо должно образовывать хороший топливный спрей, и оно не должно иметь коксового воздействия на форсунок впрыска. Чтобы обеспечить надлежащую запуск двигателя и плавную работу, топливо должно быть готово зажечь и, следовательно, не вызывать высокую задержку зажигания (это означает, что топливо должно иметь высокое читановое число ). Дизельное топливо также должно иметь высокое более низкое отопление .

Встроенные механические насосы инжектора обычно переносят плохой качественный или био-жидкий лучше, чем насосы типа дистрибьютора. Кроме того, косвенные инъекционные двигатели, как правило, работают более удовлетворительно на топливе с высокой задержкой зажигания (например, бензина), чем двигатели прямого впрыска. Это отчасти потому, что косвенное впрыскивание имеет гораздо больший эффект «вихря», улучшение испарения и сжигания топлива, а также (в случае топлива для растительного масла) липидные отложения могут конденсироваться на стенках цилиндра прямого инъекции Двигатель, если температура сгорания слишком низкая (например, запуск двигателя с холода). Двигатели с прямым впрыском с камерой сжигания в центре человека полагаются на конденсацию топлива на стенах камеры сгорания. Топливо начинает испаряться только после зажигания зажигания, и оно горит относительно плавно. Следовательно, такие двигатели также переносят топливо с плохими характеристиками задержки зажигания, и, как правило, они могут работать на бензиновом рейтинге 86 Ron .

Типы топлива

В своей теории работы в 1893 году и строительстве рационального моторного двигателя Рудольф Дизель рассматривает использование угольной пыли в качестве топлива для дизельного двигателя. Тем не менее, дизель только что рассмотрел использование угольной пыли (а также жидкое топливо и газ); Его настоящий двигатель был разработан для работы на нефть , который вскоре был заменен обычным бензином и керосином для дальнейших целей тестирования, поскольку нефть оказалась слишком вязкой. Помимо керосина и бензина, двигатель Diesel также может работать на лигроине .

Перед стандартизированным топливом дизельного двигателя, использовались топлива, такие как бензин , керосин , газовое масло , растительное масло и минеральное масло , а также смеси этих топлива. Типичными топливами, специально предназначенными для использования для дизельных двигателей, были нефтяные дистилляты и угольные дистилляты, такие как следующие; Эти топливы имеют определенные более низкие значения нагрева:

• Дизельное масло: 10 200 ккал · кг ⁻¹ (42,7 мж. · кг ⁻¹ ) до 10 250 ккал · кг ⁻¹ (42,9 мж. · кг ⁻¹ )
• Масло отопления: 10000 ккал · кг ⁻¹ (41,8 мж. · кг ⁻¹ ) до 10 200 ккал · кг ⁻¹ (42,7 мж. · кг ⁻¹ )
• угля Креозот : 9 150 ккал · кг ⁻¹ (38,3 МДж · кг ⁻¹ ) до 9 250 ккал · кг ⁻¹ (38,7 МДж · кг ⁻¹ )
• Керосин : до 10 400 ккал · кг ⁻¹ (43,5 мж. · кг ⁻¹ )

Источник:

Первыми стандартами дизельного топлива были DIN 51601 , VTL 9140-001 и NATO F 54 , которые появились после Второй мировой войны. Современный европейский EN 590 стандарт дизельного топлива был создан в мае 1993 года; Современная версия стандарта НАТО F 54 в основном идентична с ним. Стандарт биодизеля DIN 51628 был устарел в версии EN 590 2009 года; Биодизель славы соответствует стандарту EN 14214 . Дизельные двигатели с водными судами обычно работают на дизельном топливе двигателя, которое соответствует стандарту ISO 8217 ( бункер C ). Кроме того, некоторые дизельные двигатели могут работать на газах (таких как СПГ ).

Современные свойства дизельного топлива

Современные свойства дизельного топлива

	И 590 (как или 2009)	И 14214 (как или 2010)
Производительность зажигания	≥ 51 cn	≥ 51 cn
Плотность при 15 ° С	820 ... 845 кг · м −3	860 ... 900 кг · м −3
Содержание серы	≤10 мг · кг −1	≤10 мг · кг −1
Содержание воды	≤200 мг · кг −1	≤500 мг · кг −1
Смазка	460 мкм	460 мкм
Вязкость при 40 ° C	2.0 ... 4,5 мм 2 · С −1	3.5 ... 5,0 мм 2 · С −1
славы Содержание	≤7.0%	≥96.5%
Молярное отношение H/C.	–	1.69
Более низкое значение нагрева	–	37,1 МДж · кг −1

Гнездо

Дизельное топливо DIN 51601 было подвержено воску или гелеру в холодную погоду; Оба являются терминами для затвердевания дизельного масла в частично кристаллическое состояние. Кристаллы накапливаются в топливной системе (особенно в топливных фильтрах), в конечном итоге голодая двигатель топлива и заставляя его прекратить работать. электрические нагреватели в топливных баках Для решения этой проблемы использовались и вокруг топливных линий. Кроме того, большинство двигателей имеют систему возврата разлива , с помощью которой любое избыточное топливо от насоса форсунки и инжекторов возвращается в топливный бак. Как только двигатель согревается, возвращение теплого топлива предотвращает воск в баке. Перед прямыми дизельными двигателями некоторые производители, такие как BMW, рекомендовали смешивать до 30% бензина с дизельным топливом, заправляя дизельные автомобили с бензином, чтобы предотвратить топливо, когда температура снизилась ниже -15 ° C.

Безопасность

Экгуласность топлива

Дизельное топливо менее легко воспламеняется , чем бензин, потому что его точка вспышки составляет 55 ° C, приводя к более низкому риску пожара, вызванного топливом в автомобиле, оснащенном дизельным двигателем.

Дизельное топливо может создать взрывной воздушной/парашковой смеси в правильных условиях. Однако, по сравнению с бензином, он менее подвержен его более низкому давлению паров , что является показателем скорости испарения. Лист данных безопасности материала Для ультра-низкого сера дизельное топливо указывает на опасность взрыва пара для дизельного топлива в помещении, на открытом воздухе или в канализации.

Рак

Выхлоп дизельного топлива был классифицирован как канцероген группы 1 IARC . Это вызывает рак легких и связан с повышенным риском рака мочевого пузыря .

Бегство двигателя (неконтролируемый переизбыток)

Смотрите Diesel Engine Runaway .

Приложения

Характеристики дизеля имеют разные преимущества для различных применений.

Пассажирские машины

Смотрите также: История дизельного автомобиля

Дизельные двигатели уже давно популярны в больших автомобилях и использовались в небольших автомобилях, таких как Superminis в Европе с 1980 -х годов. Они были популярны в более крупных автомобилях раньше, так как штрафы и штрафы за стоимость были менее заметными. Плавная эксплуатация, а также высокий крутящий момент низкого уровня считаются важными для легковых автомобилей и небольших коммерческих транспортных средств. Внедрение впрыска топлива в электронном виде значительно улучшило генерацию плавного крутящего момента, и, начиная с начала 1990-х годов, производители автомобилей начали предлагать свои высококлассные роскошные транспортные средства с дизельными двигателями. Дизельные двигатели для пассажирских автомобилей обычно имеют от трех до двенадцати цилиндров, а смещение в диапазоне от 0,8 до 6,0 литров. Современные силовые установки обычно с турбонаддувом и имеют прямую инъекцию.

Дизельные двигатели не страдают от дросселирования впускного воздуха, что приводит к очень низкому потреблению топлива, особенно при низкой частичной нагрузке (Например: вождение на скоростях города). Один пятый из всех пассажирских автомобилей по всему миру имеет дизельные двигатели, причем многие из них находятся в Европе, где около 47% всех легковых автомобилей на дизеле. Daimler-Benz в сочетании с Robert Bosch GmbH выпустил дизельные легковые автомобили, начиная с 1936 года. Популярность дизельных автомобилей на рынках, таких как Индия, Южная Корея и Япония, растет (по состоянию на 2018 год).

Коммерческие транспортные средства и грузовики

Срок службы дизельных двигателей Mercedes-Benz

В 1893 году Рудольф Дизель предположил, что дизельный двигатель может, возможно, питание «вагонов» (грузовики). Первые грузовики с дизельными двигателями были выведены на рынок в 1924 году.

Современные дизельные двигатели для грузовиков должны быть чрезвычайно надежными и очень эффективными. Прямая инъекция, турбонаддув и четыре клапана на цилиндр. Смещения варьируются от 4,5 до 15,5 литров, с соотношением мощности к массе 2,5–3,5 кг · кВт ⁻¹ для тяжелых и 2,0–3,0 кг · кВт ⁻¹ для средних обязательств. Двигатели V6 и V8 были обычными из -за относительно низкой массы двигателя, которую обеспечивает конфигурация V. Недавно V -конфигурация была отброшена в пользу прямых двигателей. Эти двигатели обычно находятся под прямым 6 для тяжелых и средних обязанностей и 4-й 4 для средних обязательств. Их дизайн недостаточности вызывает более низкую общую скорость поршня, что приводит к увеличению продолжительности жизни до 1 200 000 километров (750 000 миль). По сравнению с дизельными двигателями 1970 -х годов ожидаемая продолжительность жизни современных грузовых дизельных двигателей увеличилась более чем вдвое.

Железнодорожный прокат

Дизельные двигатели для локомотивов создаются для непрерывной работы между заправкой и, возможно, потребуются разработать для использования низкого качества топлива в некоторых обстоятельствах. Некоторые локомотивы используют двухтактные дизельные двигатели. Дизельные двигатели заменили паровые двигатели на всех неэлектрированных железных дорогах в мире. Первые дизельные локомотивы появились в 1913 году, и дизель нескольких единиц вскоре после этого. Почти все современные дизельные локомотивы более правильно известны как дизель -электрические локомотивы, потому что они используют электрическую коробку передач: дизельный двигатель управляет электрическим генератором, который питает электрические двигатели. В то время как электрические локомотивы заменили дизельный локомотив на пассажирские услуги во многих областях, дизельная тяга широко используется для грузовых грузовых поездов и на пути, где электрификация не является экономической жизнеспособностью.

В 1940 -х годах дизельные двигатели дорожного транспортного средства с мощностью 150–200 метрических лошадиных сил (110–150 кВт; 150–200 л.с.) считались разумными для DMU. Обычно использовались регулярные силовые установки грузовика. Высота этих двигателей должна была составлять менее 1 метра (3 фута 3 дюйма), чтобы обеспечить установку под нижней части. Обычно двигатель спаривал с пневматически управляемой механической коробкой передач из -за низких размеров, массы и производственных затрат этой конструкции. В вместо этого некоторые DMU использовали гидравлические преобразователи крутящего момента. Дизельная электропередача не подходила для таких небольших двигателей. В 1930 -х годах Deutsche Reichsbahn стандартизировал свой первый двигатель DMU. Это было 30,3 литра (1850 куб. Несколько немецких производителей производили двигатели в соответствии с этим стандартом.

Воду

Один из восьмицилиндровых 3200 IHP Harland и Wolff-Burmeister & Wain Diesel, установленные в моторной Glenapp . Это был самый высокий дизельный двигатель с мощностью (1920), установленным на корабле. ПРИМЕЧАНИЕ ЧЕЛОВЕК, СОЗДАТЕЛЬНО Право для сравнения размера.

Duration: 34 seconds.0:34

Ручная раздача дизельного двигателя на лодке на озере Инле ( Мьянма )

Требования к морским дизельным двигателям различаются в зависимости от приложения. Для военного использования и лодок среднего размера наиболее подходящими для средней скорости четырехтактных дизельных двигателей. Эти двигатели обычно имеют до 24 цилиндров и поставляются с выходными мощностью в однозначной области мегаватта. Маленькие лодки могут использовать дизельные двигатели грузовика. Крупные корабли используют чрезвычайно эффективные, низкоскоростные двухтактные дизельные двигатели. Они могут достичь эффективности до 55%. В отличие от большинства обычных дизельных двигателей, двухтактные водные двигатели используют очень вязкое мазут . Подводные лодки обычно являются дизель -электрическими.

Первые дизельные двигатели для кораблей были сделаны AB Diesels Morter Stockholm в 1903 году. Эти двигатели представляли собой трехцилиндровые единицы 120 пс (88 кВт) и четырехцилиндровые единицы 180 пс (132 кВт) и использованные для российских кораблей. В Первой мировой войне, особенно подводные дизельные двигатели, развивалась быстро. К концу войны были созданы двухтактные двигатели с двойным действием поршневого поршня с до 12 200 пс (9 МВт).

Авиация

Основная статья: авиационный дизельный двигатель

Рано

Например, дизельные двигатели использовались в самолете до Второй мировой войны, например, на жестком дирижабле LZ 129 Hindenburg , который был оснащен четырьмя Daimler-Benz DB 602 , дизельными двигателями или в нескольких самолетах Junkers, на которых были установлены двигатели Jumo 205 .

В 1929 году в Соединенных Штатах компания Packard Motor Company разработала первый авиационный двигатель Америки, Packard DR-980-9 -цилиндровый радиальный двигатель с воздушным охлаждением . Они установили его в различных самолетах эпохи, некоторые из которых использовались в рекордных расстояниях или выносливых рейсах, и в первой успешной демонстрации радиофон из земли-воздуха (голосовое радио, которое ранее было неразборчиво в самолетах, оснащенных двигателями, из-за электромагнитных помех ). Дополнительные преимущества, упомянутые в то время, включали более низкий риск возникновения пожара после взрыва и превосходные показатели на больших высотах.

6 марта 1930 года двигатель получил утвержденный сертификат типа - сначала для дизельного двигателя самолета - от Министерства торговли США . Тем не менее, вредные выхлопные пары, проблемы с холодом и вибрацией, структурные сбои двигателя, смерть его разработчика и промышленное экономическое сокращение Великой депрессии , объединенные для убийства программы.

Современный

С тех пор, до конца 1970 -х годов, в самолете не было много применений дизельного двигателя. В 1978 году со-разработчик Piper Cherokee Карл Х. Берджи утверждал, что «вероятность дизельного топлива общей авиации в ближайшем будущем является отдаленным».

Тем не менее, с энергетическим кризисом и экологическим движением 1970 -х годов , и возникает давление на большую экономию топлива, снижение углерода и свинца в атмосфере и другие проблемы, возникало возрождение интереса к дизельным двигателям для самолетов. Поршневые авиационные двигатели с высокой сжатием, которые работают на авиационном бензине (« Avgas »), как правило, требует добавления токсичного тетраэтила в Avgas, чтобы избежать предварительной зажигания двигателя и детонации ; Но дизельные двигатели не требуют потенциального топлива. Кроме того, теоретически биодизель может обеспечить чистое снижение атмосферного углерода по сравнению с Avgas. По этим причинам сообщество авиации общей авиации начало бояться возможного запрета или прерывания свинцового авгуаса.

Кроме того, Avgas является специальным топливом по очень низкому (и снижению) спросу, по сравнению с другими видами топлива, и его производители подвержены дорогостоящим судебным искам, снижая заинтересованность нефтеперерабатывателей к его производству. За пределами Соединенных Штатов Авгасу уже становится все труднее найти в аэропортах (и в целом), чем менее дорогих, дизельных топлива, таких как Jet-A и другие реактивные топлива .

К концу 1990 -х / начале 2000 -х годов дизельные двигатели начали появляться в легких самолетах. В частности, Фрэнк Тилерт и его австрийское предприятие двигателя начали разрабатывать дизельные двигатели, чтобы заменить мощность 100 лошадиных сил (75 кВт) - 350 лошадиных сил (260 кВт) бензиновых/поршневых двигателей в использовании самолетов общего света. Первое успешное применение Theilerts для производственного самолета было в Diamond DA42 Twin Star Light Twin, которая демонстрировала исключительную топливную эффективность, превосходящую все в своем классе, и его одноместный предшественник, Diamond DA40 Diamond Star .

В последующие годы несколько других компаний разработали дизельные двигатели самолетов или начали - Наиболее заметно континентальные аэрокосмические технологии , которые к 2018 году сообщили, что они продали более 5000 таких двигателей по всему миру.

Соединенных Штатов Федеральное авиационное управление сообщило, что «к 2007 году различные поршневые самолеты, вызванные реактивным, зарегистрировались более 600 000 часов службы». В начале 2019 года AOPA сообщила, что модель дизельного двигателя для самолета авиации общей авиации «приближается к финишной черте». К концу 2022 года Continental сообщил, что его «Jet-A» двигатели превысили «2000 ... в эксплуатации сегодня» с «более 9 миллионов часов» и были «указаны крупными производительными OEM-производителями» для Cessna , Piper , Diamond , Mooney , Tecnam , Glasair и Robin самолеты.

В последние годы (2016) дизельные двигатели также обнаружили использование в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) из -за их надежности, долговечности и низкого расхода топлива.

Невыходные дизельные двигатели

Дизельный двигатель с воздушным охлаждением из Porsche 218 1959 года

Дизельные двигатели без дороги обычно используются для строительного оборудования и сельскохозяйственного механизма . Эффективность топлива, надежность и простота технического обслуживания очень важны для таких двигателей, в то время как высокая выходная мощность и тихая работа незначительны. Следовательно, механически контролируемые впрыск топлива и воздушный охлаждение все еще очень распространены. Общие выходы мощности дизельных двигателей, не связанных с дорогой, сильно различаются, причем самые маленькие подразделения начинаются с 3 кВт, а самыми мощными двигателями являются тяжелые грузовые двигатели.

Стационарные дизельные двигатели

Три английских электрических дизельных наборов 7SRL, установленных на электростанции Саатени; Занзибар , 1955

Стационарные дизельные двигатели обычно используются для выработки электроэнергии, а также для питания компрессоров холодильника или других типов компрессоров или насосов. Обычно эти двигатели либо непрерывно работают с частичной нагрузкой, либо периодически с полной нагрузкой. Стационарные дизельные двигатели, питающие электрические генераторы, которые выпускают переменный ток, обычно работают с чередующейся нагрузкой, но фиксированной частотой вращения. Это связано с фиксированной частотой сети либо 50 Гц (Европа), либо 60 Гц (Соединенные Штаты). Частота вращения коленчатого вала двигателя выбирается таким образом, что частота сети - это кратная. По практическим причинам это приводит к частотам вращения коленчатого вала в размере 25 Гц (1500 в минуту) или 30 Гц (1800 в минуту).

Двигатели с низким тепловым отказом

В течение нескольких десятилетий был разработан специальный класс прототиповых поршневых двигателей внутреннего сжигания с целью повышения эффективности за счет снижения потери тепла. Эти двигатели по -разному называют адиабатическими двигателями; Из -за лучшего приближения адиабатического расширения; Низкие тепловые двигатели или высокотемпературные двигатели. Обычно они представляют собой поршневые двигатели с частями камеры сгорания, выровненными керамическими термическими барьерами. Некоторые используют поршни и другие части, сделанные из титана, который имеет низкую теплопроводность и плотность. Некоторые конструкции способны устранить использование системы охлаждения и вообще связанных паразитических потерь. Разработка смазки, способных выдерживать более высокие температуры, которые были основным препятствием для коммерциализации.

Будущие события

В литературе в середине 2010-х годов основные цели развития для будущих дизельных двигателей описываются как улучшение выбросов выхлопных газов, снижение потребления топлива и увеличение срока службы (2014). Говорят, что дизельный двигатель, особенно дизельный двигатель для коммерческих транспортных средств, останется самой важной силовой установкой транспортного средства до середины 3030-х годов. Редакторы предполагают, что сложность дизельного двигателя будет увеличиваться дальше (2014). Некоторые редакторы ожидают, что будущая конвергентность дизельных и оттовых двигателей из -за шагов разработки двигателей Otto, сделанных в направлении гомогенного зажигания сжатия заряда (2017).

Смотрите также

• Самолет дизельный двигатель
• Дизельный локомотив
• Дизельные автомобильные гонки
• Дизельная передача
• Дизельный цикл
• Дизельный выхлоп
• Дизельхаус
• Дизельный генератор
• Дизелизация
• История двигателя внутреннего сгорания
• Косвенная инъекция
• Частично предварительно смешано сгорание
• Реакционная деятельность с компрессионным зажиганием

Внешние ссылки

• «Дизельный информационный центр» . Ассоциация по борьбе с выбросами катализатором. Архивировано из оригинала 24 февраля 2020 года . Получено 25 июля 2018 года .
• Короткометражный фильм The Diesel Story (1952) доступен для бесплатного просмотра и загрузки в интернет -архиве .
• «Введение в два удара по морскому дизельному двигателю» на YouTube
• «Двигатель, который питает мир», - документальный фильм BBC на YouTube

Патенты

• Метод и аппарат для преобразования тепла в работу. # 542846 подано 1892 г. Архивировано 26 апреля 2021 года на машине Wayback
• Двигатель внутреннего сгорания № 608845. Подано 1895