Дизельный двигатель

История

В $1893$ году Рудольф Дизель разработал двигатель с немного измененным принципом проектирования и эксплуатации, чем ранее известный двигатель внутреннего сгорания. Изобретатель преследовал цель в том, чтобы сделать более эффективную машину, которая основана на общей концепции двигателя внутреннего сгорания. В $1893$ году он выиграл патент на конструкцию "дизеля".

В $1897$ году Рудольф Дизель построил первый двухцилиндровый дизельный двигатель, который был удостоен Гран - при на выставке в Париже.

Конструкция двигателя, которая была разработана Дизелем, очень ненадежна и сложна в эксплуатации за счет использования впрыска топлива в цилиндр с помощью сжатого воздуха. Система впрыска требуется наличия многоступенчатого компрессора с возможностью производить достаточно высокое воздушное давление. Современные материалы и технологии обеспечивают адекватную долговечность и надежность работы компрессора, расширение, это не малые габариты и вес двигателя, а также увеличилось количество движущихся частей, которые требуют периодического технического обслуживания.

К $1898$ году, Дизель заработал миллионы. Его двигатели были использованы для силовых трубопроводов, легковых и грузовых автомобилей, а также морских судов. Они скоро будут использоваться в шахтах, нефтяных месторождениях, заводах, и заокеанском судоходстве.

Принцип работы

В дизельном двигателе, сначала воздух поступает в камеру сгорания. Воздух затем сжимается с коэффициентом сжатия обычно между $15$: $1$ и $23$ :$1$. Эта высокая степень сжатия приводит к тому, что температура воздуха повышается. Приблизительно в верхней части такта сжатия, топливо впрыскивается в сжатый воздух в камере сгорания. Это может происходить в пустоте в верхней части поршня или в предкамере в зависимости от конструкции двигателя. Топливный инжектор гарантирует, что топливо разбивается на мелкие капли, и что оно распределяется равномерно. Сгорание происходит при практически постоянном давлении в начальной части рабочего хода. Начало парообразования вызывает задержку перед зажиганием и характерный дизельный звук стука, когда пар достигает температуры воспламенения и вызывает резкое увеличение давления над поршнем. Когда сгорание завершено, газы сгорания расширяются, когда поршень опускается, далее высокое давление в цилиндре приводит в движение поршень вниз, и обеспечивает подачу питания на коленчатом валу.

Также высокий уровень сжатия, позволяет сгоранию происходить без отдельной системы зажигания, высокая степень сжатия значительно повышает эффективность двигателя.

Основные преимущества

Дизельные двигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с другими двигателями внутреннего сгорания:

• Они сжигают меньше топлива, чем бензиновый двигатель, выполняющий ту же работу, из-за более высокой температуры сгорания двигателя и большей степени расширения. Бензиновые двигатели, обычно, на $30$% эффективнее, в то время как дизельные двигатели могут конвертировать более 45% энергии топлива в механическую энергию.

• У них нет высокого напряжения системы электрического зажигания, что приводит к высокой надежности и легкой адаптации к влажной среде.

• Долговечность дизельного двигателя, как правило, примерно вдвое больше, чем бензинового двигателя, в связи с увеличением прочности используемых деталей.

• Дизельное топливо дистиллируется непосредственно из нефти.

• Они вырабатывают меньше тепла в режиме охлаждения и выхлопа.