ДВС и его виды. Часть 6. Дизель

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель

Дизельный двигатель — двигатель, воспламенение рабочей смеси в котором обеспечивается от воздействия разогретого при сжатии воздуха. Первый двигатель, работающий по такому принципу, был построен в 1897 году Рудольфом Дизелем, чьим именем он и называется по сей день.
По основному конструктиву он имеет общие черты с бензиновым двигателем. Он тоже имеет блок цилиндров, головку блока цилиндров, может иметь распределительный вал, впускной и выпускной коллектора или патрубки. Также он может работать как по двухтактному, так и по четырехтактному циклу, но на этом сходства заканчиваются.

Первое, и главное отличие — отсутствие у дизельного двигателя системы зажигания, и вообще отсутствующая необходимость в каком-либо электрооборудовании. Воспламенение топлива происходит за счет сильного сжатия воздуха в цилиндре (в 14-20 раз), из-за чего его температура резко возрастает до 400-600 градусов по цельсию, и в этот момент в цилиндр впрыскивается топливо, которое воспламеняется от высокой температуры. При чем процесс горения отличается от бензинового двигателя. В бензиновом двигателе рабочая смесь заполняет собой всю камеру сгорания (кроме систем с непосредственным впрыском), и после поджига происходит распространение фронта пламени, которое требует времени. Поэтому процесс горения может занимать продолжительное время и продолжаться даже на выпуске.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

На гифке кстати нижнеклапанный мотор. Видим длительный процесс горения, из-за которого у нас есть непостоянство давления в цилиндре, и часть тепла улетает в трубу.

В дизельном двигателе процесс горения занимает время, необходимое для впрыска необходимой порции топлива. После впрыска происходит задержка воспламенения, вызванная процессом испарения распыленного топлива, после чего оно воспламеняется и горит пока происходит впрыск факела, факел в свою очередь вырываясь из камеры сгорания, равномерно прогревает не вступивший в реакцию воздух, благодаря чему рабочий процесс происходит при постоянном давлении. Добавляем к этому длинноходную геометрию и высокую степень сжатия и получаем большой крутящий момент. Бонусом мы получаем достаточно холодный выхлоп, так как более эффективно используем полученное тепло. Дизельные двигатели имеют наибольший КПД среди поршневых двигателей, достигающий 35-50%.
Однако в тоже время дизельное топливо горит довольно медленно, и для его воспламенения требуется определенное время, что в купе с длинноходностью не дает им развивать большие обороты, и на высоких частотах вращения топливо не успевает сгорать, из-за чего приходится уменьшать его количество, теряя производительность.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Изначально Рудольф Дизель подумывал кормить свое детище угольной пылью, однако высокие абразивные свойства такого топлива загубили идею на корню. Первые моторы использовали в качестве топлива различные растительные масла, мазут, и даже сырую нефть. Вообще дизельный мотор может съесть любое топливо, главное, чтобы оно горело, разумеется с определенными ограничениями.

В первых конструкциях впрыск топлива в камеру сгорания осуществлялся пневматическим способом, при помощи отдельного компрессора, что делало дизель очень тяжелым, габаритным и очень мешало его распространению. Рудольф Дизель поплыл на пароходе в Лондон в 1913 году на открытие фабрики по производству моторов, и зачем-то утопился, а вот Роберт Бош сел, подумал, и в 20-х годах создал первую форсунку не требующую для работы сжатого воздуха, и модернизировал топливный насос высокого давления (ТНВД), после чего детище Дизеля начало свое победное шествие по миру.

Первое время они были тяжелыми и тихоходными, некоторые конструкции требовали долгого прогрева паяльной лампой перед пуском, правда такие моторы назывались калоризаторными, так как имели калильную камеру, которую необходимо было нагревать

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Это двухтактный калоризаторный двигатель. Калориферная головка под номером 1.

Тут надо сделать ремарку, так как над дизелем работали не только в Германии.
Инженер Густав Тринклер (опять немцы), работавший на Путиловском заводе в Санктъ-Петербурге, аж в 1898 создал форкамерный дизель с гидравлической системой впрыска, опередив Роберта Боша на 20 лет. По сути он создал одну из современных вариаций мотора, однако под давлением патентных споров работы заставили свернуть в 1902 году, а жаль.

В 30-х годах двадцатого века дизель стал очень стремительно развиваться, применяясь в самых неожиданных местах и в самых разных вариациях. При чем в отличии от бензиновых моторов, двухтактная схема получила поистине огромное распространение, и самое смешное то, что самые большие дизельные моторы были как правило двухтактные!

Но двухтактная схема получила несколько иную реализацию, нежели в случае с бензином. Картерная продувка практически не использовалась, зато были две свои отдельные компоновки продувки:
1. Оконная или щелевая
2. Клапанно-щелевая

В первом варианте как впуск, так и выпуск осуществляется через окна в цилиндре, так как двухтактные моторы в подавляющем большинстве оснащаются компрессорами, продувка цилиндра осуществляется достаточно эффективно, однако при такой схеме очень тяжело организовать качественное итоговое наполнение цилиндра, так как впускные окна закрываются раньше выпускных в моторах с одним коленчатым валом, и эта фраза здесь не просто так.
Сумрачный немецкий гений придумал компоновку, сохраняющую качественную продувку без применения клапанов, да еще и прикрутил ее к самолету, мотор звали Junkers YUMO 205.
У этого мотора было 6 цилиндров, 12 поршней и два коленчатых вала, поршни двигались в цилиндрах навстречу друг другу, сжимая между собой воздух, в это пространство, посередине цилиндра и впрыскивалось топливо, одна группа поршней открывала выпускные окна, вторая группа открывала впускные окна, при этом выпускные окна закрывались раньше впускных, что позволяло создать избыточное давление на такте продувки и качественно очистить цилиндр от отработавших газов. Мотор отлично себя показал, развивая весьма большую мощность.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Нашим инженерам после войны тоже понравилась такая компоновка, и в 1953 году наши создали семейство двигателей Д100, которые долго ставили в тепловозы, а в 1956 году Харьковские конструкторы вывели компоновку в абсолют, создав двигатель 5ТД, в 1968 доработав его до 5ТДФА для танка Т64. При рабочем объеме всего в 13.6 литров он выдавал мощность до 1000 лс в некоторых модификациях, и в отличии от предков был сверхкомпактным и оппозитным.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Схема его работы была примерно такой

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

За характерный звук, танкисты прозвали его мотоциклом, а за характерный вид — чемоданом.
Однако его сложность и дороговизна его погубила, эти моторы часто выходили из строя по вине экипажа.

Впрочем наши от немцев старались не отставать, и в 1935 году тоже создали авиационный дизель, только четырехтактный, 12 цилиндровый, V-образный, с 4 клапанами на цилиндр, системой газораспределения DOHC с двумя распредвалами на головку и двойным турбонаддувом. Вы наверно уже знаете, о ком я) Это АН-1, который вскоре эволюционировал в АЧ-30

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Параллельно с ними, по схожей концепции был создан легендарный танковый мотор В-2, который вы прекрасно знаете)

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Также двухтактная компоновка не обошла стороной и самые большие на земле поршневые моторы, это судовые дизеля. Только сделаны они немного по другой схеме, называется она — крейцкопфная компоновка.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Слева. Крейцкопф (номер 10), представляет собой ползун, двигающийся по собственным направляющим, без воздействия высоких температур, с поршнем он соединен прямой штангой, и в такой конструкции поршень не испытывает боковых нагрузок, что позволяет сделать его площадь меньше и понизить потери на трение. Такая компоновка применяется только в очень больших дизелях из-за огромного хода поршня, достигающего трех метров.
И тут мы подошли ко второму виду двухтактных дизелей — с клапанно-щелевой продувкой.
Как видим, у таких машин в головке присутствует выпускной клапан, а впуск осуществляется через впускные окна, благодаря чему продувка осуществляется в идеальном направлении — снизу вверх.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Такая продувка использовалась не только на тихоходных судовых дизелях. Она попадалась и в довольно быстроходных моторах, таких как ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206. С рабочего объема 4.6л получали до 160 лс, мотор был двухтактным, клапанно-щелевой продувки, с нагнетателем типа "Рутс". В двигателе были применены индивидуальные ТНВД, что стало предтечей насос-форсунок.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Двухтактные дизельные моторы стремительно захватили мир, и стремительно его покинули. С 1960 годов их количество очень быстро падало, и они были вытеснены четырехтактными моторами. На данный момент двухтактная схема используется только в самых больших судовых дизелях мощностью от 20000 до 100000лс. Такие моторы как правило имеют прямой привод на гребной винт, и в двухтактной компоновке гораздо проще осуществить реверс для обратного хода.

Вот мы и узнали о становлении и возникновении всем известных дизельных моторов. В следующей серии разберем устройство некоторых узлов и перейдем поближе к современным конструкциям.

Выйдет следующая часть не скоро, времени совсем нет, пишу ночами, как видите, но я стараюсь) До встречи!

Найдены дубликаты

Автомобильное сообщество

13.7K поста 36.4K подписчик

Правила сообщества

Добро пожаловать в автомобильное сообщество!

У нас запрещено:

-Публикация видео с тематикой ДТП (исключение: авторский контент с описанием).

-Нарушать правила сайта.

-Создавать посты несоответствующие тематике сообщества.

-Рекламировать что бы то ни было.

-Баяны не желательны (игнорирование баянометра карается флюгегехайменом).

-Заваривать ромашковый чай в костюме жирафа.

У нас разрешено:

-Создавать интересный контент.

-Участвовать в жизни сообщества.

-Предлагать темы для постов.

-Вызывать администратора или модераторов сообщества при необходимости.

-Высказывать идеи по улучшению Автомобильного сообщества.

-Изображать коняшку при комментировании.

Хороший пост, могу добавить, что двигатель 3Д100 расшифровывается на флоте,как трое придумали а сто ебутся. Теперь разрешите доебаться: Виды Продувки двухтактных дизелей называются контурная, а не оконная и прямоточно-клапанная, а не клапанно-щелевая.

охуенный движок , этот дизель. И надежный до ужаса. и топлива жрёт крайне мало (в сравнении с бензиновыми аналогичного объема и мощности).

единственных минуса у него всего два

первый — если уж этот охеренно-надёжный сломается , то ремонт его встанет в кругленькую сумму.

и второй , прям до жопы обидный минус — солярка , производимая из всякого говна , что остается от производства бензина , стоит щас дороже этого самого бензина =(

ДТ это нижние фракции крекинга нефти. Считались и считаются побочным продуктом, как мазут и битум, которые еще более нижние фракции.
Соотв. сейчас просто более тонко сепарируют ДТ при крекинге. Но технически, ДТ можно и из более легких фракций делать, просто надо с химией разбодяжить!

По нынешним экологическим нормам вы это топливо разве что в Сомали продадите, но там на местном рапсе ездят. ) Придется очищать, а на пятый класс выброса по сере — это не бесплатно)

Я бы сказал, что первый минус это совсем и не минус, а нюанс. Дизель надо делить на два больших куска. Собственно двигатель: блок, поршневая группа, головка, ГРМ. И топливная аппаратура.

Собственно двигатель как двигатель, как бензиновый — только надежнее, так как делается с бОльшим запасом прочности.

Топливная аппаратура дорогая да, но если не лить в дизель ослиную мочу с цистерны в поле, а заправляться все таки на хоть сколько-то брендированых АЗС и вовремя менять топливный фильтр, то скорее всего никаких проблем с топливной не будет вплоть до 150-200к. На 150к, по-хорошему, нужно снимать топливную аппаратуру и на стенд, проверять как оно работает. Если вовремя продиагностировать начало проблем с топливной аппаратурой, то можно починиться не так и дорого.

Дизель как правило живет вполне себе хорошо и успешно, пока топливная аппаратура работает правильно. Когда начинаются проблемы по топливной и их долго не лечат, то оттуда вылезают и прогоревшие поршня и прочая жесть. У нас, к сожалению, в большинстве отсутствует культура по соблюдению тех. регламента. И очень мало кто из владельцев дизелей на пробеге около 150к, снимет форсы и поставит их на стенд, в то время как двигатель работает исправно и не вызывает вопросов.

Капитализм же. Цены образуются из-за спроса, а не из-за сути.

Еще один минус это выхлоп черного говна в атмосферу. Система фильтрации и очистки стоит дохрена и в процессе использования нужно постоянно доливать в бачок жидкость для очистки (мочевина вроде).

Есть мнение, что запах дизеля приятен и продлевает годы жизни.

Обожаю запах соляры по утрам! Запах победы!

Вам будет интересно  Линейка двигателей BMW.

мне хватает наличия в моей жизни Дизельного фургончика ^^

Мочевина и евро пять

Про оксид азота тоже ересь?

Чёёё ?! у дизеля выброс всякого вредного говна в атмосферу меньше. Чем у бензиновых.

Ничоси. Срочно сообщите об этом в развитые страны. А то они получается штрафуют за просто так.

То есть суметь всех заставить работать на себя это не признак развитого общества? Да все умы мира будут сами к тебе в страну приезжать.

Теоретически, дизель более экологичен за счёт более полного сгорания топлива. Но подразумевается, что дизтопливо должно быть качественным. А технология SCR (для которой мочевина нужна) сводит выбросы оставшихся оксидов азота до минимума. Разумеется, всё это справедливо только для исправной и отрегулированной топливной аппаратуры и систем нейтрализации выхлопных газов. Чадящий и пыхтящий 740й двигатель, на котором распылители сто лет не меняли и насос не регулировали, будет явно не из этой оперы.

Это не про РФ, когда вы видели, чтобы цены на топливо падали?

С мочевиной вроде Мерседес заморачивается в своих дизелях, остальные используют egr и сажевые фильтры.

Дизеля в РФ идут в основном с сажевым фильтром, это легковые, из легковых вроде только мерседес двигатели с adblue завозит.

«Солярку из говна», о которой ты тоскуешь, я б даже в Камазы сейчас заливать побоялся. А солярка для этих ваших коммон-рейлов — это уже не из говна

Чет пространный комментарий, как будто журналист писал. О каком конкретно дизеле идет речь? Мало того, что конструктивно и по применению сильно различаются, так и конкретные модели одно типа могут иметь разительные показатели сил/момента/надежности.

Мало того что дорого, так еще и мастера нормального хрен найдешь!

Очень даже огромный, почти четыре диаметра.

Ебать он длинноходный

Было бы круто запилить посты про очень необычные серийные двигатели и экспериментальные, например, про двигатель Napier Sabre. Также прикольным будет сделать пост про клапанные системы газораспределения, ведь их тоже не мало

Дизеля Д100 имеют американские корни. Как и ЯАЗ-204/206. 5ТДФ растет из немецкого JUMO 205.

71 семейство, если еще конкретнее.

Справедливости ради, дизель со встречно движущимися поршнями запатентовал в 1907г российский инженер Раймонд Корейво, а в первую мировую войну такие дизеля уже стояли на подводных лодках. Сейчас дизеля такой схемы ещё встречаются на тепловозах, например, серии 2ТЭ10, хотя при капремонте эти двигатели в порядке модернизации таки заменяют на 4х-тактные V-образные.

Иллюстрация к комментарию

В России так и не получилось сделать нормальный дизель для авто в размерности 1,5-2,5-3 л.

Всегда пытаются из бензиновых переделать. ((

Охренеть, по сколько им лет? Где они стоят? Не на грузовиках же? Вообще интересно было бы почитать, двигатели редкие и можно сказать уникальные

80х, я думал раньше перестали выпускать. А приходят в каком состоянии, на капремонт или попадались с хранения?

До чего же адски сложная конструкция, если разобраться.

зы буду скоро капиталку делать)

И зачем-то утопился.

С нетерпением жду продолжения !

Из поста создаётся впечатление, что калоризаторный двигатель это такая примитивная разновидность двигателя, изобретённого Дизелем. На самом деле это не совсем так: к тому времени, как Дизель оформил патент, калоризаторные двигатели уже выпускались серийно.

За неимением электроискрового зажигания зажигали как могли.

Дизель, собственно, предложил использовать впрыск более тяжелого топлива в ВМТ или около, а не засасывать бензин с воздухом

Иллюстрация к комментарию

Иллюстрация к комментарию

Иллюстрация к комментарию

А можно ещё про турбо-дизели и про дизели на легковушках?

Где вы взяли эту фразу про то, что воспламенение топлива происходит от трения с воздухом? Я шесть лет проучился на кафедре Двигателей Внутреннего Сгорания, два диплома написал и впервые о таком слышу.

Откуда инфа? Ссыль с источником, плиз.
Для общего:
" дизеле сначала воздух подается в цилиндр и сжимается, без подачи топлива. Высокая степень сжатия (от 14:1 до 24:1) вызывает повышение температуры (800-900 градусов – температура самовоспламенения ДТ) . После нагрева воздуха в камеру впрыскивается топливо через форсунки под давлением от 10 до 220 Мпа, в зависимости от типа двигателя и объема камеры. При высокой температуре воздуха впрыснутое топливо мгновенно воспламеняется.

Воспламенение ДТ в цилиндре дизельного мотора – это одновременное возникновение очагов пламени в конкретном объеме смеси, поступившей в камеру сгорания. Центры возникновения очагов пламени – зоны смешения паров воздуха и паров топлива."

Назначение ТНВД — обеспечение подачи топлива строго дозированно, с высоким давлением. Работает в паре с атомайзером форсунки для получения мелкодисперсной взвеси в объеме камеры сгорания. Это способствует быстрейшему образованию паров и смешиванию их с воздухом (есть варианты с непрямым впрыском — предкамеры сгорания, где впрыск происходит во внешнюю малую камеру сгорания, там же смесь воспламеняется и выбрасывается в цилиндр, где и догорает полностью).

Топливо само по себе — не очень-то и горит, горят его пары: топливо+температура > пары+окислитель+температура > горение.

Сказки про большой бабах от топливного бака жиги — возможны только когда этот бак на 3/4 пуст. Или около того. Иначе — просто пожар.

Греть дизельку до 600 в цилиндре в ВМТ — уныло и безрезультатно. Будет испаряться, отбирая тепло самого воздуха. Да и температура повыше нужна. А вот распылить ее в уже негретом воздухе — совсем другой коленкор.

не только. важным фактором является давление в цилиндре. грубо говоря, как масло воспламеняется в кислородном рукаве при подаче давления, так и дизельное топливо воспламеняется в результате действия температуры+давления.

Впрыск происходит при высоком давлении в камере, или при низком?

Не знаю, кто минусует, я зашел, чтобы написать то же самое

Я на пикабу читал :) Пикабу врать не может :) Найду ссылку, покажу

Надеюсь кому то это будет интересно, и они подпишутся.

Зачем ты от себя пишешь? Втыкай цитаты, так ты сможешь развернуть информацию , которой манкировал. Понятно что руки отвалятся это всё самому набивать.

Там куча интересного на пути была. В эволюции конструкции. А ты тезисно выложил. Так материалом ты немногих заинтересуешь.

Мне ДВС читал бывший стармех с китобоя. Начавший морячить сопливым пацаном , подрабатывал на каникулах на прибрежном лове. Детство на войну пришлось. Интересный Человек был, и настоящий Моряк. Куча историй из практики и жизни. Читал очень интересно, ибо сам собирал истории про ДВС, которыми охотно делился.

Все хорошо продолжайте

Мне очень интересно, продолжайте)

А можэно гифку работы кпп мотоциклы?как передачи переключаются. в тексте есть а гифки нету)

мне это НИЧЕГО не говорит)мне бы визуально представить.а то я залип после слова секвенталки)

Секвентальный механизм выбора передач позволяет переключать передачи только последовательно, по очереди, вилки муфт двигаются не по отдельности, рычагом переключения, а все вместе, двигаясь по ступенчато вращающемуся копирному валу. Эти КПП не имеют синхронизаторов, также в подавляющем числе шестерни у них прямозубые. Вот копирный вал, секвентальная и селективная КПП

Иллюстрация к комментарию

Иллюстрация к комментарию

Иллюстрация к комментарию

мне стало еще больнее))))но спасибо за ваш труд

Не детонация, а горение. Нет там ударной волны, распространяющейся со сверхзвуковой скоростью, которую сопровождает характерный хлопок. Это бензин детонирует при таких условиях, а солярка нормально горит. Для бензинового двигателя важно октановое число горючего, для дизеля – цитановое.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов

Итак, появилось чуток времени вечернего, самое то поговорить о некоторых интересных конструктивных решениях в конструкции газораспределительного механизма поршневых моторов, работающих по четырехтактному циклу Отто. Вспомним, как развивались эти механизмы и какие решения применялись наиболее массово.

Но сначала сформируем некоторый список требований, которым должен соответствовать идеальный механизм ГРМ, чтобы понимать, для чего применялось то или иное решение.

1. Механизм должен обладать хорошим КПД, то есть наиболее полно реализовывать отбираемую мощность на перемещения клапанов.

2. Механизм должен обладать малой инерционностью, дабы не потерять быстродействие.

3. Механизм должен обеспечивать качественное наполнение цилиндров и их очистку от отработавших газов.

4. Механизм должен иметь возможность динамически изменять такие параметры как фаза газораспределения, подъем клапана, время открытия клапана.

Это базовый набор требований, над реализацией которого инженеры уже больше ста лет ломают голову.

Например вспомним нижнеклапанную компоновку

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Смотрим на предмет соответствия требованиям.

КПД неплох, отбор мощности происходит как правило зацеплением одной пары шестерен, Сам механизм достаточно легкий, плюс пружина не держит на себе вес клапана, инерционность тоже неплоха. А вот по поводу двух остальных требований есть вопросы. Если к четвертому требованию данный механизм еще можно адаптировать, по третьему его ждет полнейший провал, который перечеркнул все плюсы. Данная компоновка конечно прожила весьма долго, даже иногда использовалась в гоночных моторах, но те времена давно прошли. Более подробно мы это разобрали в предыдущих статьях.

Далее у нас идет верхнеклапанная компоновка OHV

Вспоминаем эту живущую по сей день, самую старую конструкцию.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Уже догадываетесь, насколько тут все плохо?

Жива эта компоновка только по той причине, что хорошо выполняет третий пункт, и является наиболее простым и дешевым способом установить клапаны сверху, так как головка цилиндра получается крайне простой, с минимальным количеством подвижных частей, крайне низкими требованиями к смазке, и не требующей высокой точности при изготовлении. Благодаря чему возможно сделать мотор дешевым, достаточно мощным и экономичным, поэтому эта компоновка часто применяется в низкооборотистых моторах и различных газонокосилках.

КПД этой системы находится на приемлемом уровне, пока кто-то не попытается заставить ее работать быстро. Тут мы сразу упираемся в огромную инерционность. Чтобы достичь быстродействия, необходимо увеличивать жесткость клапанных пружин, из-за чего начинает падать в пропасть КПД, начинают проявляться резонансные явления связанные с изгибанием штанг и дабы их избежать, приходится штанги усиливать, еще сильнее увеличивая вес. Выходит замкнутый круг.

А благодаря простоте и неприхотливости, данный механизм очень долгое время даже оставался полностью снаружи двигателя, особенно в мотоциклетных моторах.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Это совсем не добавляло надежности, плюс издавало много шумов, это породило некоторые интересные изыскания, такие как гильзовый механизм газораспределения, или двигатель Найта.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

В этом двигателе не использовались клапаны, вместо них использовались две вложенные друг в друга подвижных гильзы, которые имели прорези в верхней части. Смещаясь друг относительно друга гильзы открывали впускные или выпускные окна.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Моторы с двумя гильзами работали по четырехтактному циклу. Но также были и варианты моторов с одной подвижной гильзой, работавших по двухтактному циклу. Схематично видно на гифке.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Эти моторы обладали рядом преимуществ, благодаря которым получили весьма широкое распространение до 40х годов прошлого века.

Первое преимущество это литровая мощность. Щелевая продувка обладала высокой пропускной способностью, что позволяло получать высокую литровую мощность. Так как в то время в конкурентах были только тихоходные нижнеклапанные моторы и довольно корявые OHV.

Второе преимущество это тихая работа. Шумный механизм ГРМ фактически отсутствовал, поэтому снаружи оставался только шелест ремней и звук выхлопа. Также эта система не требовала технического обслуживания и была весьма надежной. Все эти качества позволили данной схеме добраться до авиационных моторов, например Rolls-Royce и Napier снимали с таких моторов больше 3000 лошадиных сил.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Дороговизна и сложность моторов ограничила их использование автомобилями высокого класса, их использовали Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor и тд.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Крест на этой компоновке поставила их любовь к поеданию масла, и нерешенные проблемы с обеспечением смазкой плавающих гильз, также проблемы с долговечностью вызывали окна во внутренней гильзе, которые провоцировали повышенный износ поршневых колец, что присуще двухтактным моторам. А так компоновка имела много вариаций, таких как одногильзовая схема, в которой гильза не только движется продольно, но и поворачивается

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Этот вариант конструкции позволил расположить впускные и выпускные окна в одной гильзе, а за счет поворота она могла открывать те или иные окна. Это единственный вариант одногильзовой компоновки и четырехтактного цикла, позже эта конструкция ушла в авиацию, а придумала ее фирма Argyll в 1912 году.

Классические схемы газораспределения тем временем не дремали, и похоронили дорогую и неэкономично-неэкологичную гильзовую систему. Появились системы OHC и DOHC, которые мы уже подробно рассматривали, однако основные проблемы никуда не делись, и если в гражданском использовании они оказывали малозначительное влияниие, то на спортивных моторах такая проблема, как подвисание клапанов на высоких оборотах, никуда не делась.

Чтобы клапаны не подвисали, приходилось идти разными путями.

1. Снижение массы подвижных частей механизма, облегчение клапана, тарелок, толкателей.

Но любое облегчение несет за собой снижение прочности, которое имеет свои пределы, так как клапан помимо прочности должен обладать и теплоемкость, дабы исключить его перегрев, тут даже не всегда спасает применение таких недешевых материалов как титан.

Вам будет интересно  STEAM ENGINE 21 столетия. ПАРОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ

2. Увеличение жесткости клапанных пружин. Это влечет снижение КПД, увеличивает нагрузку на привод и сильно снижает ресурс. Для понимания того, что происходит под клапанной крышкой на 16000 оборотов, предлагаю посмотреть видео.

Чтобы обойти стороной эти негативные моменты, был придуман десмодромный привод клапанов, который использует в своих моторах компания Ducati.

Принцип этой системы весьма прост, клапанные пружины в этом механизме отсутствуют, вместо них на каждый клапан устанавливается по два рокера, один открывает клапан, а другой закрывает, каждый рокер приводится в действие собственным кулачком на распределительном валу, который имеет соответствующий профиль, который у них различается зеркально.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Данный механизм решает сразу много задач. У него прекрасный КПД, так как отсутствует расход энергии на упругие элементы, у него отсутствует инерционность вообще и он позволяет сохранять фазы газораспределения эталонными на любых режимах и оборотах. Отсутствует лишь возможность управления высотой подъема клапана и временем его открытия. Механизм нашел себя только в спорте и мотоциклах. Его использовал в своих гоночных моторах Mercedes, а сейчас его можно найти только в мотоциклах Ducati, которые славятся характерным звуком работы мотора, который все описывают по-разному, но примерно как «будто роботы еб.тся».

Было много вариаций и фантазий насчет данной конструкции, она долго не давала спокойно спать инженерам и конструкторам. Вот навскидку.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Десмодромный привод всем хорош, кроме его цены. Он требует прецизионной точности изготовления, сложен в регулировке, требователен к смазке, шумный, поэтому его и не встретить на гражданской технике приземленного ценового диапазона.

Тем временем пришла эра электроники, и ее быстро прикрутили к традиционному газораспределительному механизму, сделав фазовращатели, которые мы уже рассматривали. Получив возможность на лету менять фазы газораспределения, удалось сильно повысить отдачу моторов и сделать их очень эластичными, однако некоторые компании решили пойти чуть дальше. Так, компания BMW решила управлять еще и подъемом клапанов, придумав систему Valvetronic, которой пользуется до сих пор наряду с аналогичными системами у других производителей. Даже корейцы прикрутили подобную систему к своим чудомоторам)

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Принцип системы прост, они сделали привод впускных клапанов через промежуточный рокер, у которого можно менять положение опоры с помощью сервопривода. Вкупе с фазовращателем удалось контролировать жизнь клапана в весьма больших пределах. Однако длительность фазы отдельно контролировать все еще осталось невозможно, да и увеличился вес подвижных элементов. Зато данная система позволила полностью избавиться от дроссельной заслонки, что повлекло за собой улучшение наполнения и снижение насосных потерь.

А теперь на закуску о прорыве в этой теме, который произошел в последние 20 лет, в течении которых компания Koeniggsegg разрабатывала свою революционную систему Freevalve.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

А система действительно революционная. Так как она удовлетворяет всем критериям идеального ГРМ. Здесь нет распределительных валов и их привода, благодаря чему мотор становится сильно компактнее, а головка блока цилиндров и вовсе становится миниатюрной.

Первоначально системой Freevalve собирались оснащать моторы Saab, но контора загнулась. А ведь одной установкой этой системы характеристики мотора поднимали на 30%, а расход на 30% снижался! А это очень много.

Принцип действия прост как все гениальное, открытие клапанов осуществляется электромагнитами, закрытие клапанными пружинами, но необычными, на пружинах имеются миниатюрные пневмоподушки, позволяющие менять жесткость пружины в широких пределах, а положение клапана отслеживается с очень высокой точностью.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Что это дало? А очень многое. Теперь каждый клапан можно открыть на любую высоту и на любое время и на любых оборотах. Что позволяет сделать по-настоящему универсальный мотор, что и показывают их суперкары, у которых 1500лс и одна передача)

Данная система позволяет менять фазы газораспределения в любых пределах, также она позволяет отключить любое количество цилиндров с наименьшими потерями, можно реализовать и цикл отто и цикл аткинсона по желанию, а также некоторые другие циклы, можно динамически менять степень сжатия, и даже реализовать дизельный и бензиновый мотор в одном флаконе. Это действительно современное и высокотехнологичное решение. Вопрос в применении которого пока остается лишь за стоимостью, которая однако может сильно упасть в случае массового производства. Но если это случится, поршневые двигатели буквально получат второе дыхание, и они очень сильно изменятся. А в купе с новыми гибридными технологиями возможно получится создать поистине эффективные силовые установки. Я думаю, что это вершина эволюции поршневых ДВС, и их последняя ступень. Больше совершенствовать попросту нечего.

Ну, думаю на сегодня хватит, спасибо за интерес!

Поздравляю всех, кто родился 10 июня!

Поздравляю всех, кто родился 10 июня! С днем рождения, Рисунок, Иллюстрации, Родиласьоткрытка, ДВС, Четырехтактный двигатель, Двигатель

Я снова тут, и все ради того, чтобы поздравить тебя с днем рождения! Ты родился(лась) в один день с изобретателем четырехтактного двигателя внутреннего сгорания Николаусом Отто! Желаю постоянного движения, развития и сил достигать новых высот! С днем рождения!

VR игра, где предстоит собрать по винтику реальный автомобильный двигатель

Потрясающее развитие игровой индустрии. А ведь еще наверняка придумают химическую лабораторию, где любой сможет провести и наблюдать реакцию тысяч веществ и элементов друг с другом не тратя реагентов, или VR игру о оказании первой медицинской помощи при различных травмах. Подобные игры уже не просто развлечение, но весьма качественное обучающее пособие, особенно, если учесть, что VR технологии становятся с каждым годом доступнее, удобнее и надежнее.

Главный судовой двигатель

12-цилиндровый красавчик фирмы MAN B&W с мощностью почти 70 000 кВт и расходом под 100 тонн мазута/сутки. АБСОЛЮТНЫЙ БАТЯ ВСЕХ ДВС.

Главный судовой двигатель Судно, Работа в море, Двигатель, ДВС

Главный судовой двигатель Судно, Работа в море, Двигатель, ДВС

Главный судовой двигатель Судно, Работа в море, Двигатель, ДВС

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail

Итак, продолжаем тему.

В комментариях просили дополнить некоторыми нюансами, исполняю)

Среди механических форсунок есть одна их интересная разновидность. Это двухпружинные форсунки, и главная их особенность — осуществление предвпрыска топлива.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

В их конструкции предусмотрено две пружины. Первая отвечает за давление начала предвпрыска, при достижении которого игла преодолевает давление более слабой пружины и приоткрывается на 0.01-0.03мм, осуществляя начальный впрыск небольшой порции топлива. При достижении номинального давления топлива, игла своим уступом, уперевшись в шайбу основной пружины и преодолевая суммарное сопротивление двух пружин открывается на полный впрыск. На картинке последовательно изображены эти этапы. И да, это совсем не коммон рейл и даже не его подобие) Данная схема позволяет значительно повысить плавность работы моторов с непосредственным впрыском, так как предвпрыск позволяет заранее плавно поднять давление в цилиндре, снизив ударное действие при впрыске основной порции топлива.

Такие форсунки часто оснащаются распылителями хитрой конструкции, благодаря которой игла в двух положениях открывает разное количество дюз, для сохранения качественного распыления топлива при низком давлении топлива в первой фазе впрыска.

С механическими форсунками закончили, переходим к механическим ТНВД.

ТНВД бывают трех основных типов.

1. Рядные, к которым мы отнесем одиночные, рядные и V-образные

2. Распределительные. к которым отнесем торцевые и роторные.

3. Магистральные (используются с аккумуляторным впрыском common rail).

Основу и сердце любого ТНВД составляет плунжерная пара. Парой ее называют, потому-что она состоит из цилиндра и поршня, подогнанных друг к другу с прецизионной точностью, так как уплотнение достигается микроскопическим зазором.

В плунжерной паре есть три топливных канала:

3. канал отсечки.

Плунжер имеет внутренний канал, соединенный со спирально нарезанным по его поверхности каналом отсечки, поворотом корпуса плунжерной пары достигается совпадение спиральной нарезки с каналом отсечки подачи топлива при различном ходе плунжера, таим образом производится регулировка количества цикловой подачи топлива на форсунку. Наглядно можно посмотреть гифку

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Плунжер приводится в движение кулачковым распределительным валом. Поворот корпуса плунжерных пар в многоцилиндровых моторах осуществляется единой зубчатой или пазово-шипной рейкой, которую так и называют — топливная рейка. Топливную рейку двигает педаль газа, которая на дизеле правильно называется — педаль подачи топлива или педаль регулятора оборотов если ТНВД оснащен таковым. Прямой привод используется только в очень простых конструкциях, подавляющее количество ТНВД оснащаются автоматическим регулятором. И тут мы коснулись коренного различия в управлении тягой бензинового и дизельного мотора.

Как в комментах заметили, в бензиновом моторе происходит количественное регулирование приготовления рабочей смеси, а в дизеле — качественное. То есть мы помним, что бензиновый мотор оснащен дроссельной заслонкой, которая связана с педалью газа и регулирует КОЛИЧЕСТВО подаваемого в двигатель топлива, а так как качество смеси (массовое соотношение топлива к воздуху) в бензиновом моторе можно принять за постоянное стехиометрическое с небольшими отклонениями, регулируем мы количество заряжаемой в цилиндр топливо-воздушной смеси. В дизельном моторе дроссельной заслонки нет, и наполнение цилиндров воздухом всегда максимально, а регулируем мы количество подаваемого топлива, изменяя КАЧЕСТВО рабочей смеси, поэтому регулирование зовется качественным.

Исходя из этого, разница заключается в том, что в бензиновом моторе мы педалью газа регулируем отдаваемую мощность. а в дизельном моторе мы регулируем скорость вращения коленчатого вала. То есть, нажимая на газ в бензинке, мы повышаем отдаваемую мощность, и раскрутится она до таких оборотов, пока сопротивление не сравняется с отдаваемой мощностью, а нажимая на педаль в дизеле мы грубо говоря говорим регулятору оборотов — «хочу 3000 оборотов» и регулятор уже автоматически управляет передвижением топливной рейки, меняя цикловую подачу топлива, для достижения заданного числа оборотов. Поэтому механические дизеля создают ощущение «подрыва» даже при небольшом нажатии на педаль, так как нажали мы немного, а регулятор оборотов может выкрутить цикловую подачу на максимум, как будто мы топнули в пол. Но это опять-же сильно зависит от настройки регулятора. Но кто ездил на ЯМЗ-238, те знают этот пинок под жопу при поглаживании педали подачи)))

Рядные или V-образные ТНВД состоят из таких отдельных секций на каждый цилиндр, приводимых кулачковым валом.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Топливная рейка как вариант выглядит подобным образом

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Такие ТНВД помимо центробежного автоматического регулятора оборотов оснащаются центробежной муфтой опережения впрыска топлива, которая устанавливается на входном валу ТНВД и при увеличении оборотов доворачивает распределительный вал на опережение, делая подачу топлива более ранней, чтобы оно успело полностью сгореть с максимальной эффективностью.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Кроме этого ТНВД зачастую оборудуется ТННД (топливный насос низкого давления), который приводится от отдельного кулачка распределительного вала и отвечает за снабжение ТНВД топливом из бака.

К недостаткам такого типа ТНВД стоит отнести большие габариты и большую зависимость от равномерного качества изготовления плунжерных пар, так как малейшие огрехи вызовут разбег в выдаваемом давлении и цикловой подаче по цилиндрам.

Преходим к ТНВД распределительного типа, которые получили огромное распространение на легковых машинах, где необходима компактность, которой не располагают рядные насосы.

Первой рассмотрим торцевую конструкцию. Главной ее особенностью является наличие одной единственной плунжерной секции на все цилиндры, что дает огромный выигрыш в компактности и в единстве качества цикловой подачи по цилиндрам, так как плунжерная пара одна на всех.

В таких ТНВД поршень плунжерной пары осуществляет не только обратно-поступательные движения, но и вращается, а его корпус, который называется распределительной головкой — неподвижен.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

В таких ТНВД плунжер имеет продольные прорези по количеству цилиндров, которые при вращении открывают или запирают подающий канал, кулачковый диск у основания плунжера при вращении попадает своими выступами на ролики роликового кольца, благодаря чему совершает обратно-поступательные движения, поворачиваясь подающим отверстием поочередно к каждому выходу к форсункам и осуществляет подачу топлива. Регулирование подачи топлива осуществляется дозирующей муфтой, которая скользит по шейке плунжера, открывая канал отсечки, передвижением муфты управляет центробежный регулятор оборотов. Также ТНВД оборудован автоматом опережения впрыска топлива, который перемещает роликовое кольцо, меняя момент начала движения плунжера.

Такие ТНВД нередко оснащаются электронным управлением, берущим на себя функции регулятора оборотов и автомата опережения.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Также на входном валу устанавливается роторно-лопастной ТННД, так как в таких ТНВД отсутствует кулачковый вал.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

С началом применения таких ТНВД, началась их чувствительность к качеству топлива, так как плунжер имеет большое количество продольных прорезей и вращается с большой скоростью, любая песчинка может полностью вывести плунжерную пару из строя, а так как она у нас одна на весь мотор — мы теряем подвижность, в отличии от рядных ТНВД, обладающих рекордной живучестью. Также данные ТНВД не слишком в восторге от современной солярки, отвечающей нормам ЕВРО-5, с очень низким содержанием серы, которая повышает смазывающие способности топлива, которым смазывается ТНВД.

Второй разновидностью распределительных ТНВД являются роторные.

Вам будет интересно  Электронная система управления двигателем (ЭСУД), что это такое в автомобиле

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Данные насосы проще в устройстве, однако менее надежны, и они уже все только с электронным управлением. Эти насосы были закатом эры механических ТНВД.

В них также присутствует одна насосная секция, зачастую состоящая из двух плунжеров, которые нагнетают топливо в общую камеру высокого давления, которая находится во вращающемся распределительном вале, который поочередно соединяет насосную секцию с форсунками. Регулирование количества впрыскиваемого топлива осуществляется электромагнитным клапаном, выполняющим сброс давления из камеры в соответствии с заданной цикловой подачей. Регулирование опережения впрыска осуществляется перемещением кулачковой обоймы при помощи сервопривода.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Как видим, устройство стало до безобразия простым. Эти ТНВД благодаря электронному управлению достигли максимума в качестве смесеобразования и управления подачей топлива для классических топливных систем. И были довольно неприхотливыми. Основные проблемы связаны с износом роликов-толкателей плунжеров, так как они испытывают большие нагрузки и перемещаются с большой скоростью, а смазываются топливом, стремительно теряющим свои смазывающие свойства.

И тут мы подошли к революции в мире топливных систем, к Common Rail.

Эта система не так страшна, как ее описывают, при правильном уходе очень долговечна и не требует внимания. Однако требовательна к качеству фильтрации топлива, это ее единственный «минус», в остальном эта система позволила обрести дизелям настоящую быстроходность, экономичность, плавность работы. Дизеля резко отхватили большой процент у бензиновых моторов только благодаря Common rail.

Кардинальное отличие этой системы заключается в том, что регулирование подачи больше не осуществляется давлением выдаваемым ТНВД, что позволило резко поднять давление топлива, которое стало достигать 2000 атмосфер.

ТНВД в таких системах стал предельно прост, из него вытряхнули все лишнее, оставив только насосные секции.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Теперь ТНВД не занимается распределением топлива, опережением впрыска, дозированием, теперь всем этим занимается электронный блок управления двигателем. А ТНВД только качает топливо в топливную рампу, откуда оно подается к электромагнитным топливным форсункам, на рампе устанавливается датчик давления топлива и регулятор давления. Также в некоторых вариациях датчиков и регуляторов может стоять несколько.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Топливная рампа зовется аккумулятором давления, откуда система и получила название — аккумуляторный впрыск. Также Common Rail означает — общая рампа.

Упростился ТНВД, зато усложнилась форсунка, став помимо этого очень дорогой.

Форсунки бывают двух типов.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Пьезофорсунки это последнее слово в топливных системах. В отличии от электромагнитной, где как мы уже изучали, сердечник под действием магнитного поля открывает перепускной канал и стравливает давление топлива с обратного конца иглы, давая ей возможность подняться, вместо электромагнита с сердечником используется пьезоэлемент из спеченных керамических пластинок, который под действием разряда может менять свои размеры, открывая перепускной клапан, при этом из-за прецизионных размеров пьезоэлемента и запорного клапана, между ними устанавливается гидрокомпенсатор.

Такие форсунки практически неремонтопригодны, однако обладают сумасшедшим быстродействием, позволяющим осуществить впрыск топлива до десяти раз за цикл!

При изготовлении такой форсунки на заводе, она проходит испытание на производительность, после чего ей присваивается корректировочный код, который выглядит так

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Этот код необходимо прописывать в блок управления двигателя при замене форсунки, для того чтобы он мог скорректировать время впрыска. Поэтому просто так взять и поменять форсунку не выйдет)

Топливо в цилиндр в системе CR подается в три этапа

2. Основной впрыск

Предвпрыск производится при движении поршня к верхней мертвой точке и может состоят из 1-4 отдельных порций топлива, это позволило очень плавно наращивать давление в цилиндре и практически избавиться от характерного дизельного тарахтения, моторы стали работать гораздо мягче. При полной нагрузке на двигатель предвпрыск как правило не производится.

Далее происходит впрыск основной порции топлива, который и обеспечивает рабочий ход, основной впрыск также может состоять из нескольких порций топлива. Все это направлено на борьбу с резким ростом давления. Режимов впрысков великое множество, все зависит от условий и множества факторов.

Но есть еще поствпрыск, и о нем чуть более развернуто.

Дизельные моторы всегда грешили экологией, особенно обильными выбросами различных оксидов азота и сажи. Оксиды азота образуются при большом избытке кислорода и высокой температуре. Что в бензиновых моторах происходит при переобеднении рабочей смеси. А дизелю вообще свойственна работа на сверхбедной смеси, так как регулирование качественное и доступ воздуха в мотор неограничен.

Если с выбросами соединений углерода успешно борется каталитический нейтрализатор, с соединениями азота он ничего поделать не может, и тут пришлось искать выход. А выход один — снизить температуру в камере сгорания и уменьшить количество кислорода на режимах неполной мощности. Так родилась система EGR или система рециркуляции отработавших газов.

Принцип прост — направить часть отработаших газов обратно во впуск, тем самым заместив часть воздуха инертным газом, снизив содержание кислорода и одновременно понизив температуру в камере сгорания, плюсом отработавшие газы перед попаданием во впуск проходят через жидкостный теплообменник, остывая и ускоряя прогрев мотора. Чтобы улучшить засасывание отработавших газов, к дизелю прикрутили дроссельную заслонку, которая в момент активации EGR прикрывается, ограничивая доступ воздуха и создавая отрицательное давление во впускном коллекторе. Таким образом мы получаем сильное снижение гадких азотосодержащих выбросов и лепим шильдик евро пять) Но не сразу, так как при обогащении топливной смеси у нас возникает вторая проблема — сажа, которая типа канцероген. Так вот, чтобы уменьшить ее содержание, нужно обеднить смесь, а тут опа, привет оксид азота. Ситуация патовая, но не совсем. Чтобы бороться с сажей, придумали перед катализатором ставить сажевый фильтр, который грубо говоря представляет из себя сетку, улавливающую частицы сажи, и тут нам пригодился поствпрыск. Сажевый фильтр рано или поздно забивается, от чего растет противодавление в выхлопной системе, и ЭБУ запускает процедуру регенерации фильтра, при которой посредством поствпрыска, вытесняемые выхлопные газы щедро сдабриваются порцией топлива, которое попадает в сажевый фильтр и выжигает эту сажу оттуда. Из выхлопной трубы при этом идет нехилый такой дымосрал, который здорово пугает несведущих автовладельцев. Наверняка многие видели такое явление на дороге. Прерывать этот процесс и паниковать не стоит, дайте мотору докоптить до конца.

Дизельный двигатель: устройство и схема работы

Дизельный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Рудольфом Дизелем в 1897 году. Устройство дизельного двигателя тех лет позволяло использовать в качестве топлива нефть, рапсовое масло, и твердые виды горючих веществ. Например, каменноугольную пыль.

Принцип работы дизельного двигателя современности не изменился. Однако моторы стали более технологичными и требовательными к качеству топлива. Сегодня в дизелях используется только высококачественное ДТ.

Рудольф Дизель

Моторы дизельного типа отличаются топливной экономичностью и хорошей тягой при низких оборотах коленвала, поэтому получили широкое распространение на грузовых автомобилях, кораблях и поездах.

С момента решения проблемы высоких скоростей (старые дизели при частом использовании на высоких скоростях быстро выходили из строя) рассматриваемые моторы стали часто устанавливаться на легковые авто. Дизели, предназначенные для скоростной езды, получили систему турбонаддува.

Принцип работы двигателя Дизеля

Принцип действия мотора дизельного типа отличается от бензиновых моторов. Здесь отсутствуют свечи зажигания, а топливо подается в цилиндры отдельно от воздуха.

Цикл работы такого силового агрегата можно представить в следующем виде:

  • в камеру сгорания дизеля подается порция воздуха;
  • поршень поднимается, сжимая воздух;
  • от сжатия воздух нагревается до температуры около 800˚C;
  • в цилиндр впрыскивается топливо;
  • ДТ воспламеняется, что приводит к опусканию поршня и выполнению рабочего хода;
  • продукты горения удаляются с помощью продувки через выпускные окна.

От того, как работает дизельный двигатель, зависит его экономичность. В исправном агрегате используется бедная смесь, что позволяет сэкономить количество топлива в баке.

Как устроен дизельный двигатель

Основным отличием конструкции дизеля от бензиновых моторов является наличие топливного насоса высокого давления, дизельных форсунок и отсутствие свечей зажигания.

Общее устройство этих двух разновидностей силового агрегата не различается. И в том, и в другом имеются коленчатый вал, шатуны, поршни. При этом у дизельного мотора все элементы усилены, так как нагрузки на них более высокие.

На заметку: некоторые движки дизельного типа имеют свечи накаливания, которые ошибочно принимаются автолюбителями за аналог свечей зажигания. На самом деле, это не так. Свечи накаливания используются для нагрева воздуха в цилиндрах в мороз.

При этом дизель легче заводится. Свечи зажигания в бензиновых моторах применяются для воспламенения топливовоздушной смеси в процессе работы двигателя.
Свеча накаливанияСистему впрыска на дизелях делают прямой, когда топливо поступает непосредственно в камеру, или непрямой, когда воспламенение происходит в предкамере (вихревая камера, фор-камера). Это небольшая полость над камерой сгорания, с одним или несколькими отверстиями, через которые туда поступает воздух. Вихревая камера

Такая система способствует лучшему смесеобразованию, равномерному нарастанию давления в цилиндрах. Зачастую именно в вихревых камерах применяются калильные свечи, призванные облегчить холодный пуск. При повороте замка зажигания, автоматически запускается процесс нагрева свечей.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Как и любой другой тип силового агрегата, дизельный мотор имеет положительные и отрицательные черты. К «плюсам» современного дизеля относят:

  • экономичность;
  • хорошую тягу в широком диапазоне оборотов;
  • больший, чем у бензинового аналога, ресурс;
  • меньшее количество вредных выбросов.

Дизель не лишен и недостатков:

  • моторы, не оснащенные свечами накаливания, плохо заводятся в мороз;
  • дизель дороже и сложнее в обслуживании;
  • высокие требования к качеству и своевременности обслуживания;
  • высокие требования к качеству расходных материалов;
  • большая, чем у бензиновых движков, шумность работы.

Дизельный двигатель с турбонаддувом

Дизельная турбина

Принцип работы турбины на дизельном двигателе практически не отличается от такового на бензиновых моторах. Суть заключается в нагнетании в цилиндры дополнительного воздуха, что закономерно увеличивает количество поступающего топлива. За счет этого отмечается серьезный прирост мощности мотора.

Устройство турбины дизельного двигателя также не имеет существенных отличий от бензинового аналога. Устройство состоит из двух крыльчаток, жестко связанных между собой, и корпуса, внешне напоминающего улитку. На корпусе турбокомпрессоров имеется 2 входных и 2 выходных отверстия. Одна часть механизма встраивается в выпускной коллектор, вторая во впускной.

Схема работы проста: газы, выходящие из работающего мотора, раскручивают первую крыльчатку, которая вращает вторую. Вторая крыльчатка, вмонтированная во впускной коллектор, нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Увеличение подачи воздуха приводит к увеличению подачи топлива и росту мощности. Это позволяет мотору быстрее набирать скорость даже на низких оборотах.

Турбояма

В процессе работы турбина может совершать до 200 тысяч оборотов в минуту. Раскрутить ее до необходимой скорости вращения моментально невозможно. Это приводит к появлению т.н. турбоямы, когда с момента нажатия на педаль газа до начала интенсивного разгона проходит некоторое время (1-2 секунды).

Проблема решается доработкой турбинного механизма и установкой нескольких крыльчаток разного размера. При этом маленькие крыльчатки раскручиваются моментально, после чего их догоняют элементы большого размера. Такой подход позволяет практически полностью ликвидировать турбояму.

Турбина VNT

Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (Variable Nozzle Turbine), призванные решать те же проблемы. В настоящий момент существует большое количество модификаций подобного типа турбин. Коррекция геометрии успешно справляется и с обратной ситуацией, когда оборотов и воздуха становится слишком много и необходимо притормозить обороты крыльчатки.

Интеркуллер

Было замечено, что если при смесеобразовании используется холодный воздух, КПД двигателя увеличивается до 20%. Это открытие привело к появлению интеркуллера – дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность работы.

После всасывания воздуха он проходит через радиатор, и в охлажденном состоянии попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой можно подробно ознакомиться со схемой работы интеркуллера.

Интеркуллер

За турбиной современного автомобиля необходимо должным образом ухаживать. Механизм крайне чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому смазочный материал рекомендуется менять не реже, чем через 5-7 тысяч километров пробега.

Кроме того, после остановки машины следует оставлять ДВС включенным на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла она перегревается). К сожалению, даже при грамотной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.

На заметку: оптимальным решением проблемы перегрева турбины на дизельных моторах является установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель запущенным на протяжении необходимого времени после выключения зажигания. После окончания необходимого периода электроника сама выключает силовой агрегат.

Строение и принцип действия дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом на тяжелом транспорте, которому необходима хорошая тяга «на низах». Современные дизели с равным успехом работают и в легковых автомобилях, главное требование к которым: приемистость и время набора скорости.

Сложный уход за дизелем компенсируется долговечностью, экономичностью и надежностью в любых ситуациях.

Источник https://pikabu.ru/story/dvs_i_ego_vidyi_chast_6_dizel_6938113

Источник https://znanieavto.ru/dvs/princip-raboty-dizelnogo-dvigatelya.html

Источник

Источник

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: