Kas yra dyzelinas? Dyzelinio variklio veikimo principas, įrenginys ir techninės charakteristikos

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:42

Dyzeliniai varikliai labai paplitę lengvuosiuose automobiliuose. Daugelis modelių turi bent vieną variantą variklių gamoje. Ir tai neatsižvelgiant į sunkvežimius, autobusus ir statybinę techniką, kur jie naudojami visur. Toliau apsvarstysime, kas yra dyzelinis variklis, konstrukcija, veikimo principas, savybės.

Apibrėžimas

Šis agregatas yra stūmoklinis vidaus degimo variklis, kurio veikimas pagrįstas savaime užsiliepsnojančiu kaitinant ar suspaudžiant išpurškiamo kuro.

Dizaino ypatybės

Benzino variklis turi tuos pačius konstrukcinius elementus kaip ir dyzelinis variklis. Panaši ir viso veikimo schema. Skirtumas yra oro ir kuro mišinio susidarymo ir jo degimo procesuose. Be to, dyzeliniai varikliai yra patvaresnės dalys. Taip yra dėl maždaug dvigubai didesnio suspaudimo laipsnio nei benzininių variklių (19–24, palyginti su 9–11).

Klasifikacija

Pagal degimo kameros konstrukciją dyzeliniai varikliai skirstomi į variantus su atskira degimo kamera ir tiesioginiu įpurškimu.

PirmajameŠiuo atveju degimo kamera yra atskirta nuo cilindro ir sujungta su juo kanalu. Suspaudus oras, patenkantis į sūkurio tipo kamerą, yra susukamas, todėl pagerėja mišinio susidarymas ir savaiminis užsidegimas, kuris prasideda ten ir tęsiasi pagrindinėje kameroje. Šio tipo dyzeliniai varikliai anksčiau buvo paplitę lengvuosiuose automobiliuose dėl to, kad iš toliau aptartų variantų jie išsiskyrė mažesniu triukšmo lygiu ir dideliu sūkių diapazonu.

Dyzeliniuose varikliuose su tiesioginiu įpurškimu degimo kamera yra stūmoklyje, o degalai tiekiami į virš stūmoklio esančią erdvę. Ši konstrukcija iš pradžių buvo naudojama mažo greičio didelio tūrio varikliuose. Jie išsiskyrė aukštu triukšmo ir vibracijos lygiu bei mažomis degalų sąnaudomis. Vėliau, atsiradus elektroniniu būdu valdomiems aukšto slėgio kuro siurbliams ir optimizavus degimo procesą, konstruktoriai pasiekė stabilų darbą iki 4500 aps./min. Be to, padidėjęs efektyvumas, sumažėjęs triukšmo ir vibracijos lygis. Tarp priemonių, mažinančių darbo standumą, yra kelių etapų išankstinis įpurškimas. Dėl šios priežasties per pastaruosius du dešimtmečius šio tipo varikliai buvo plačiai paplitę.

Pagal veikimo principą dyzeliniai varikliai skirstomi į keturtakčius ir dvitakčius, taip pat į benzininius. Jų funkcijos aptariamos toliau.

Veikimo principas

Norint suprasti, kas yra dyzelinis variklis ir kas lemia jo funkcines savybes, būtina atsižvelgti į veikimo principą. Aukščiau pateikta stūmoklinių vidaus degimo variklių klasifikacija pagrįsta į darbo ciklą įtrauktų taktų skaičiumi, kurie išsiskiria alkūninio veleno sukimosi kampo dydžiu.

Todėl keturtakčių variklių darbo ciklas susideda iš 4 fazių.

• Įsiurbimas. Atsiranda, kai alkūninis velenas sukasi nuo 0 iki 180°. Šiuo atveju oras patenka į cilindrą per įleidimo vožtuvą, atidarytą 345–355 ° kampu. Tuo pačiu metu, kai alkūninis velenas sukasi 10-15°, atidaromas išmetimo vožtuvas, kuris vadinamas persidengimu.
• Suspaudimas. Stūmoklis, judantis aukštyn 180-360° kampu, suspaudžia orą 16-25 kartus (suspaudimo laipsnis), o įsiurbimo vožtuvas užsidaro eigos pradžioje (esant 190-210°).
• Darbo eiga, pratęsimas. Atsiranda 360-540°. Eigos pradžioje, kol stūmoklis pasiekia viršutinę negyvąją vietą, degalai įpurškiami į karštą orą ir uždegami. Tai yra dyzelinių variklių savybė, išskirianti juos nuo benzininių variklių, kuriuose vyksta uždegimas. Susidarę degimo produktai stumia stūmoklį žemyn. Šiuo atveju kuro degimo laikas yra lygus jo tiekimo purkštuku laikui ir trunka ne ilgiau kaip darbo eigos trukmę. Tai yra, darbo proceso metu dujų slėgis yra pastovus, todėl dyzeliniai varikliai sukuria didesnį sukimo momentą. Taip pat svarbi tokių variklių savybė yra būtinybė cilindre tiekti oro perteklių, nes liepsna užima nedidelę degimo kameros dalį. Tai reiškia, kad oro ir kuro mišinio dalis skiriasi.
• Išleisk. Kai alkūninis velenas sukasi 540–720° kampu, išmetimo vožtuvas yra atidarytas, o stūmoklis juda aukštyn, kad išstumtų išmetamąsias dujas.

Dviejų taktų ciklas pasižymi sutrumpintomis fazėmis ir vienu dujų mainų cilindre procesu (išvalymas), vykstančiu tarp takto pabaigos ir suspaudimo pradžios. Stūmokliui judant žemyn, degimo produktai pašalinami per išmetimo vožtuvus arba langus (cilindro sienelėje). Vėliau įleidimo langai atidaromi, kad įeitų grynas oras. Stūmokliui kylant, visi langai užsidaro ir prasideda suspaudimas. Prieš pat pasiekiant TDC, degalai įpurškiami ir uždegami, prasideda plėtimasis.

Dėl sūkurinės kameros išvalymo sudėtingumo dvitakčiai varikliai galimi tik su tiesioginiu įpurškimu.

Tokių variklių našumas yra 1,6–1,7 karto didesnis nei keturtakčio tipo dyzelinio variklio. Jo augimas užtikrinamas dvigubai dažniau atliekant darbinius smūgius, tačiau iš dalies sumažėja dėl mažesnio dydžio ir pūtimo. Dėl dvigubo smūgių skaičiaus dvitaktis ciklas ypač aktualus, jei greičio padidinti neįmanoma.

Pagrindinė šių variklių problema yra plovimas dėl trumpo veikimo, kurio negalima kompensuoti nesumažinus efektyvumo sutrumpinant eigą. Be to, neįmanoma atskirti išmetamo ir gryno oro, dėl to dalis pastarojo pašalinama kartu su išmetamosiomis dujomis. Šią problemą galima išspręsti pateikus išankstinius išmetimo langus. Tokiu atveju dujos pradedamos šalinti prieš prapūtimą, o uždarius išleidimo angą, balionas papildomas grynu oru.

Be to, kadanaudojant vieną cilindrą, kyla sunkumų su langų atidarymo/uždarymo sinchronizavimu, todėl yra variklių (PDP), kurių kiekviename cilindre yra du stūmokliai, judantys toje pačioje plokštumoje. Vienas iš jų valdo įsiurbimą, kitas – išmetimą.

Pagal įgyvendinimo mechanizmą valymas skirstomas į plyšinį (langinį) ir vožtuvinį. Pirmuoju atveju langai tarnauja ir kaip įleidimo, ir kaip išleidimo angos. Antrasis variantas apima jų naudojimą kaip įsiurbimo angas, o vožtuvas cilindro galvutėje naudojamas kaip išleidimo anga.

Paprastai dvitakčiai dyzeliniai varikliai naudojami sunkiosiose transporto priemonėse, pvz., laivuose, dyzeliniuose lokomotyvuose, tankuose.

Degalų sistema

Dyzelinių variklių degalų įranga yra daug sudėtingesnė nei benzininių. Taip yra dėl aukštų reikalavimų degalų tiekimo tikslumui laiko, kiekio ir slėgio požiūriu. Pagrindiniai kuro sistemos komponentai - įpurškimo siurblys, purkštukai, filtras.

Kompiuteriu valdoma degalų tiekimo sistema (Common-Rail) plačiai naudojama. Ji išpurškia jį dviem šūviais. Pirmasis iš jų yra mažas, skirtas padidinti temperatūrą degimo kameroje (išankstinis įpurškimas), o tai sumažina triukšmą ir vibraciją. Be to, ši sistema 25 % padidina sukimo momentą esant mažam greičiui, 20 % sumažina degalų sąnaudas ir suodžių kiekį išmetamosiose dujose.

Turbokompresorius

Turbinos plačiai naudojamos dyzeliniuose varikliuose. Taip yra dėl didesnio (1,5-2) karto didesnio išmetamųjų dujų slėgio, kurispasukite turbiną, kad išvengtumėte turbinos vėlavimo, nes suteikite pagreitį nuo mažesnių sūkių per minutę.

Š alta pradžia

Galite rasti daug atsiliepimų, kad dyzelinas neužsiveda esant žemai temperatūrai. Tokius variklius sunku užvesti š altomis sąlygomis dėl to, kad tam reikia daugiau energijos. Siekiant palengvinti procesą, juose yra įtaisytas šildytuvas. Šį įrenginį atstoja į degimo kameras įdedamos pakaitinimo žvakės, kurios įjungus degimą įkaitina jose esantį orą ir užvedus veikia dar 15-25 sekundes, kad užtikrintų š alto variklio stabilumą. Dėl šios priežasties dyzeliniai varikliai paleidžiami esant -30 … -25 ° С temperatūrai.

Paslaugų funkcijos

Norėdami užtikrinti ilgaamžiškumą, turite žinoti, kas yra dyzelinis variklis ir kaip jį prižiūrėti. Santykinai mažas nagrinėjamų variklių paplitimas, palyginti su benzininiais varikliais, be kita ko, paaiškinamas sudėtingesne priežiūra.

Visų pirma, tai susiję su didelio sudėtingumo degalų sistema. Dėl šios priežasties dyzeliniai varikliai yra itin jautrūs vandens ir mechaninių dalelių kiekiui degaluose, o jo remontas yra brangesnis, kaip ir viso variklio, palyginti su to paties lygio benzinu.

Turbinos atveju variklio alyvos kokybės reikalavimai taip pat yra aukšti. Jo ištekliai paprastai yra 150 tūkst. km, o kaina didelė.

Bet kuriuo atveju dyzelinių variklių alyvą reikėtų keisti dažniau nei benzininių (2 kartus pagal Europos standartus).

Kaip buvopažymėjo, kad šie varikliai turi š alto užvedimo problemų, kai dyzelinas neužsiveda esant žemai temperatūrai. Kai kuriais atvejais tai sukelia netinkamų degalų naudojimas (priklausomai nuo sezono, tokiems varikliams naudojamos skirtingos klasės, nes vasariniai degalai užšąla esant žemai temperatūrai).

Performansas

Be to, daugeliui žmonių nepatinka tokios dyzelinių variklių savybės kaip mažesnė galia ir darbinių sūkių diapazonas, didesnis triukšmo ir vibracijos lygis.

Benzininis variklis paprastai pranoksta panašų dyzelinį variklį savo našumu, įskaitant litro tūrį. Aptariamo tipo variklis tuo pačiu metu turi aukštesnę ir tolygesnę sukimo momento kreivę. Didesnis suspaudimo laipsnis, kuris suteikia daugiau sukimo momento, verčia naudoti tvirtesnes dalis. Kadangi jie yra sunkesni, galia sumažėja. Be to, tai turi įtakos variklio, taigi ir automobilio, masei.

Mažas darbinių greičių diapazonas atsiranda dėl ilgesnio degalų užsidegimo, todėl važiuojant dideliu greičiu jie nespėja perdegti.

Padidėjęs triukšmo ir vibracijos lygis smarkiai padidina slėgį cilindre uždegimo metu.

Pagrindiniais dyzelinių variklių pranašumais laikoma didesnė trauka, efektyvumas ir ekologiškumas.

Sukibimas, ty didelis sukimo momentas esant mažam greičiui, paaiškinamas degalų degimu juos įpurškiant. Tai užtikrina didesnį atsaką ir leidžia lengviau efektyviai naudoti energiją.

Ekonomiką skatina abumažos sąnaudos, ir tai, kad dyzelinis kuras yra pigesnis. Be to, galima naudoti žemos kokybės sunkiąsias alyvas, nes nėra griežtų nepastovumo reikalavimų. Ir kuo sunkesni degalai, tuo didesnis variklio efektyvumas. Galiausiai, dyzeliniai varikliai veikia liesais mišiniais, palyginti su benzininiais varikliais, ir esant aukštam suspaudimo laipsniui. Pastarasis užtikrina mažesnius šilumos nuostolius su išmetamosiomis dujomis, ty didesnį efektyvumą. Visos šios priemonės sumažina degalų sąnaudas. Dėl to dyzelinas išleidžia 30–40 % mažiau.

Dyzelinių variklių ekologiškumas paaiškinamas tuo, kad jų išmetamosiose dujose yra mažesnis anglies monoksido kiekis. Tai pasiekiama naudojant sudėtingas valymo sistemas, kurių dėka dabar benzininis variklis atitinka tuos pačius aplinkosaugos standartus kaip ir dyzelinis variklis. Šiuo atžvilgiu šio tipo varikliai anksčiau buvo gerokai prastesni nei benzininiai.

Programa

Kaip aišku iš to, kas yra dyzelinis variklis ir kokios jo charakteristikos, tokie varikliai labiausiai tinka tais atvejais, kai reikia didelės sukibimo esant žemiems sūkiams. Todėl jie aprūpinti beveik visais autobusais, sunkvežimiais ir statybine technika. Kalbant apie privačias transporto priemones, tarp jų tokie parametrai yra svarbiausi visureigiams. Dėl didelio efektyvumo miesto modeliuose taip pat yra sumontuoti šie varikliai. Be to, tokiomis sąlygomis juos patogiau valdyti. Tai liudija bandomieji dyzeliniai važiavimai.