На сайті 11893 реферати!

Усе доступно безкоштовно, тому ми не платимо винагороди за додавання.
Авторські права на реферати належать їх авторам.

Дизельний двигун внутрішнього згоряння

Реферати > Технічні науки > Дизельний двигун внутрішнього згоряння

Німецький інженер Р. Дизель у 1892 році запропонував новий тип двигуна внутрішнього згоряння, який він побудував у 1897 році. Двигун названий на честь винахідника дизельним двигуном. Він одразу ж набув широкого використання як економічний і надійний, простий в обслуговуванні та експлуатації.

Хід роботи двотактового дизельного двигуна:

З обох боків циліндра є отвори для випуску стисненого компресором повітря (зліва) і випуску відпрацьованих газів(справа). У верхній частині головки циліндра влаштовано спеціальний кран – форсунку для впорскування (в потрібний момент роботи) рідкого палива.

Нехай поршень перебуває в крайньому нижньому положенні й починає рух угору. Цей рух поршня вгору здійснюється за рахунок енергії махового колеса, яке певним чином уже почало обертатися. Протягом часу, коли поршень здійснює переміщення, стиснене повітря заповнює циліндр і водночас «продуває» його. При подальшому русі поршня випускний отвір (справа) уже перекритий поршнем, а впускний (зліва) ще є частково відкритим, і стиснене повітря продовжує заповнювати циліндр. Внаслідок подальшого переміщення поршня обидва отвори циліндра перекриті, а тому наявне в циліндрі повітря продовжує стискатися. Коли поршень доходить до крайнього верхнього положення, тиск повітря в циліндрі зростає ще в 14-17 разів, а температура стисненого таким чином повітря досягає 600-650*С. У цей момент через форсунку автоматично впорскується рідке паливо, яке розпилюється і тут же самозапалюється (спалахує). Утворений при цьому розріджений і стиснений газ тисне на поршень і з силою рухає його вниз, виконуючи механічну роботу. Ця робота витрачається на обертання вала, насаджених на нього махового колеса і споживачів, а також частково на забезпечення подальшого руху поршня вгору. Наприкінці руху поршня вниз, обидва отвори циліндра відкриваються. Відпрацьований газ виходить з циліндра через випускний отвір, а циліндр остаточно продувається новою порцією стисненого повітря, що надходить через уже відкритий впускний отвір. Так завершується повний цикл роботи дизельного двигуна, і розпочинається новий цикл.

У даному випадку один повний цикл роботи двигуна здійснюється за два ходи поршня, а тому такий двигун називають двотактовим. Є дизельні двигуни, в яких один повний цикл роботи здійснюється за чотири ходи поршня. У цих двигунах доступ повітря в циліндр здійснюється через впускний клапан, який відкривається під час стискання повітря, коли іде вгору. Лише після цього здійснюється впорскування і згоряння палива і третій (робочий) хід поршня (вниз). При четвертому ході поршня (вгору) відкривається випускний клапан, і поршень виштовхує відпрацьований газ через вихлопний трубу в атмосферу.

Отже, економічнішим та легшим у використанні є чотиритактний дизельний двигун внутрішнього згоряння, оскільки він працює на дешевих сортах рідкого палива; порівняно з бензиновим двигуном , має нескладну будову, не дуже велику швидкість обертання вала двигуна, більший коефіцієнт корисної дії (ККД) – до 40%.

Дизельний двигун відрізняється від бензинового більшою потужністю, економічністю і на даний момент більшою екологічністю. Потужність є більшою по тій причині, що пальне згорає при більшому тиску повітря у камері згорання - від 26 до 35 атм., в той час коли у бензиновому - від 8 до16 атм Паливо впорскується в камеру згорання під тиском до 180 атм. На новітніх двигунах із системою «Common Rail» - до 320 атм.

В зв’язку з тим, що в світі гостро постає питання екології, то в автомобільній промисловості в цілому, а в дизельних двигунах зокрема, питання екологічності двигунів стоїть на першому місті, навіть в ущерб потужності та економічності. В майбутньому ж це питання постане ще гостріше. Тому на даний момент існує 6 класів дизельних двигунів по екологічності. Від Євро 0 до Євро 5. Всі ці норми відрізняються кількістю викидів у атмосферу шкідливих речовин. Для дизельного двигуна, самими важливими параметрами шкідливих викидів в атмосферу є CH та NOх, а також сажа. На кожному етапі від Євро 1 до Євро5 вводилися нові системи двигуна, які корегували викиди шкідливих газів. Так у Євро 2 в систему випуску відпрацьованих газів врізався клапан рециркуляції відпрацьованих газів. Він працював таким чином, що частину відпрацьованих газів (до20%) направляв знову у впускний трубопровід. Таким чином гази, які не повністю згоріли у циліндрі, знову йшли на перепрацювання, і таким чином в атмосферу потрапляли більш очищені викиди. В Євро 3 і 4 крім цього були добавлені сажеві фільтри, які доочищали у випускному трубопроводі відпрацьовані гази. У Євро 5, які є самими високими нормами екологічності, є свої нововведення. Так у систему випускних газів впорскується карбамід (мочевина), або як її прийнято називати за кордоном AdBlue. Ця речовина міститься в окремому баку і впорскується в систему, коли іде випуск газів. Вона відновлює оксиди азоту (NOx) до більш екологічно чистих речовин.