История дизельного двигателя

Категория: Великие личности, Двигатель | Дата: 24 августа, 2013 | Комментариев нет

Сто пятьдесят пять лет тому назад, 18 марта 1858 года, родился Рудольф Дизель — изобретатель нового типа двигателя внутреннего сгорания.

В конце сороковых годов прошлого века в СССР предприняли попытку лишить дизель имени его создателя. Этот тип мотора придумали именовать «двигатель с самовоспламенением топлива от сжатия» — длинно, однако эта формулировка точно отражает суть происходящих в нем процессов.

Без искры

Рудольф Дизель (1858—1913)

Рудольф Дизель (1858—1913)

В цилиндр сперва засасывается воздух, который сильно сжимается. Степень сжатия в дизеле достигает 20—22 единиц — почти вдвое выше, чем в бензиновых моторах! Под действием чудовищного давления воздух раскаляется настолько, что впрыскиваемое затем топливо самовозгорается, Электрического зажигании не требуется — свечи здесь служат лишь для предварительного разогрева камеры сгорания или впускного коллектора.

Дизель неприхотлив к качеству топлива и может работать на нефти и ее погонах — этого как раз и добивался изобретатель. По сравнению с бензиновым мотором он менее «оборотистый» и экономнее расходует горючее. Однако дизель сильнее шумит при работе и требует повышенной точности изготовления. К тому же он тяжелее аналогичного бензинового силового агрегата — специалисты говорят: «более металлоемкий».

Трудная дорога

«Детище» Проспера Л'Оранжа — Mercedes-Benz 260D

«Детище» Проспера Л’Оранжа — Mercedes-Benz 260D

Идеи Дизеля нашли практическое применение на автомобилях только в 1923 году, то есть ровно 80 лет назад. Впервые двигатель его конструкции установили на партию из 100 грузовиков Benz, a позже применили на грузовиках MAN. В те времена на фирму «Benz» работал видный теплотехник Проспер Л’Оранж, ускоривший использование дизелей на автомобилях. А после слияния «Benz» и «Daimler» в 1926 году он же способствовал внедрению дизельных моторов на легковых машинах. Уже в 1936-м начался серийный выпуск Mercedes-Benz 260D — в основном он использовался в такси. Ведь дизельные двигатели дороже бензиновых в изготовлении и окупаются тем быстрее, чем больше автомобиль «намотает» за год километров.

Первый автомобильный дизель Benz (1923 год)

Первый автомобильный дизель Benz (1923 год)

В СССР в 1934 году устроили испытательный пробег дизельных машин разных зарубежных фирм. Целью его было выявить лучший мотор для работы в наших дорожных и климатических условиях. Речь шла о возможной закупке лицензии, а в Уфе планировалось сооружение большого завода дизельных грузовиков. Однако в 1938 году завод передали авиационной промышленности. К автомобилям он вернулся лишь в 1967-м, когда начал выпуск бензиновых моторов для «Москвичей». Первый же советский серийный автомобильный дизель был освоен Ярославским автомобильным (ныне моторным) заводом в 1947 году — это был двухтактный агрегат но типу американского GMC 4-71.

Этапы роста

Подавляющее большинство современных дизелей работает в четырехтактном цикле. Двигатели этого типа по характеру смесеобразования делятся на две группы; с объемным и пленочным смесеобразованием. В первом случае топливо подается в объем камеры сгорания, во втором — на ее стенки. К первому типу относятся, например, моторы КамАЗ.

В свою очередь дизели с пленочным смесеобразованием, наиболее распространенные в настоящее время, бывают предкамерными и вихрекамерными. У первых существует так называемая форкамера, соединенная узким каналом с камерой сгорания.

Автомобиль С 111-III

Автомобиль С 111-III для установления аэродинамических рекордов среди дизельных машин. Оборудован серийным пятицилиндровым турбодизелем с интеркулером Mercedes-Benz объемом 3л и мощностью 230 л.с. (1978 год)

В предкамере топливо быстрее воспламеняется и по узкому каналу «выстреливается» в основной объем. В вихрекамерных дизелях впрыскиваемому топливу за счет особой формы камеры сгорания придается вихреобразное движение, поэтому оно лучше распыляется. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки: например, вихрекамерные дизели менее экономичны, но мягче работают.

С середины 60-х годов начали распространяться дизели с турбо-наддувом. Миниатюрная турбина приводится в движение струей отработавших газов и вращает сидящий на общей с ней оси центробежный нагнетатель, который подает воздух под давлением в воздушный коллектор. Такая установка одновременно повышает мощность дизеля и снижает расход топлива. Но воздух, проходя через турбину, нагревается и теряет плотность. Поэтому между турбиной и коллектором, особенно на мощных дизелях, стали устанавливать радиатор предварительного охлаждения наддувочного воздуха — интеркулер.

Требуются «мозги»…

В последние годы началось распространение дизелей с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания. Это стало возможным благодаря появлению сложных высокоточных электронных систем управления этим процессом. Однако была еще одна важная проблема, которую предстояло решить. В обычном дизельном моторе каждая секция топливного насоса (ТНВД) порциями нагнетает солярку под давлением 1300—2000 атмосфер в «персональный» топливопровод, идущий к отдельной форсунке. В результате магистрали при работе пульсируют, каждый раз «подсасывая» лишние микродозы топлива. Все эти капли, сгорая, увеличивают расход горючего, повышают дымность выхлопа, да и двигатель из-за пульсаций излишне шумит.

Схема впрыска по технологии Common Rail

Схема впрыска по технологии Common Rail

На новейших дизелях ТНВД подает горючее в единую магистраль топливную рампу Common Rail. Горючее в ней постоянно находится под давлением в 1300—1600 атм и точными дозами подается к форсункам. А открыванием их ведают уже не клапаны, срабатывающие от перепадов давления, а соленоиды и даже пьезоэлементы, получающие команды от компьютера. Электронный же «мозг» предварительно анализирует данные множества датчиков — например, положения педали акселератора, температурного режима двигателя, его нагрузки…
Именно электроника открыла путь дальнейшему совершенствованию гибкости работы дизелей, повышению их тяговых характеристик, экономичности, экологичности… Многочисленные разработки подобного рода позволили поднять «оборотистость» дизелей с 2000 до 5000 об/мин.

Достижения прогресса прямо отразились на количестве дизельных машин мирового автопарка — сейчас они составляют в нем около трети, и в дальнейшем их доля будет только расти.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!:)


Ваш отзыв

Поиск

Этторе Бугатти
Машина создана для того, чтобы ездить, а не тормозить.
Этторе Бугатти

Не пропустите новые статьи!

Популярное

Новое