Дизельний двигун

Головне і основне перевагу дизельного двигуна - економічність. Щоб зрозуміти, чому дизельний мотор витрачає менше палива, досить знати, що його ККД вище бензинового. Причина - в особливостях конструкції та принципі роботи мотора.

Бензиновий двигун, незважаючи на всі новітні розробки, покращують його характеристики (наприклад, система прямого впорскування), як і раніше поступається дизельного: в корисну роботу перетворюється близько 30% енергії згорілого палива. У дизеля цей показник, в середньому, 40%, а з турбонаддувом і проміжним охолодженням - понад 50%.

Перший працездатний двигун, в якому паливо запалюється від стиснення, розробив в кінці XIX століття німецький інженер Рудольф Дизель

Саме тому економічні в перерахунку на «вартість кілометра і більше «еластичні» при зміні режимів роботи мотори вже завоювали Європу, де вартість літра палива значно вище, ніж у Росії. Єдиним препяствием залишається конструктивна неможливість без кінця знижувати ваги і зменшувати розміри мотора - при виробництві дизелів точність підгонки деталей повинна бути на порядок вище, а це недосяжно при дуже мініатюрних деталях. Тому до теперішнього часу щодо масивні і важкі дизельні двигуни все ще ставлять в основному на великі позашляховики і легкові автомобілі.

Історія дизельного двигуна

Перший працездатний двигун, в якому паливо запалюється від стиснення, розробив в кінці XIX століття німецький інженер Рудольф Дизель. В якості палива для досвідчених зразків Дизеля використовувався гас, в подальшому, в ході розвитку дизелебудування застосовувалися різні види горючих рідин від ріпакової олії до сирої нафти. В результаті прийшли до більш простим у виробництві, тобто більш дешевим, ніж бензин, мазуту і солярки. Їх низька собівартість пояснюється тим, що ці класи палива можна виробляти без застосування складних процесів, за рахунок прямої перегонки нафти.

Основне застосування дизелі, які спочатку були дуже великими, отримали на кораблях і в стаціонарних механізмах. Недосконалі системи вприскування палива не дозволяли використовувати їх в автомобілях, що вимагають високих обертів силових агрегатів.

Лише в 20-ті роки XX століття з'явилися перші зразки вантажного і громадського транспорту з дизельними двигунами. Ще через 15 років двигуни цього типу почали застосовувати в легковому автомобілебудуванні, але все одно довгий час дизель – потужний, не страждає від детонації при будь-якому обсязі циліндрів, але важкий і галасливий, був основним двигуном «ваговозів» - вантажної і сільськогосподарської техніки, залізничного транспорту, судів.

Основна відмінність дизеля від бензинового двигуна – в принципі займання суміші

Тільки в 70-ті роки зростання цін на нафту в поєднанні з розвитком технологій стимулював розробку невеликих дизелів, незабаром склали конкуренцію бензиновим моторам.

Пристрій і принцип роботи дизельного двигуна

По конструкції дизельний двигун мало відрізняється від бензинового. Та ж система циліндр-поршень-шатун-колінвал, трансформує розширення згоряє паливно-повітряної суміші в крутний момент.

Основна відмінність дизеля – в принципі займання суміші. Якщо в бензинових моторах паливо змішується з повітрям до потрапляння в циліндри і підпалюється примусово електричною іскрою, то в дизелях паливо і повітря надходять у циліндри роздільно. Фазу стиснення проходить тільки повітря, при ущільненні нагріваючи до 700-900 градусів. В точці максимального стиснення в циліндр під великим тиском через спеціальні форсунки впорскується паливо. З-за високої температури відбувається його самозаймання, після чого слідують цикли, ідентичні для всіх двигунів внутрішнього згоряння, розширення і випуску відпрацьованих газів.

Плюси і мінуси дизельного двигуна

До головних достоїнств дизеля, крім уже згаданого високого крутного моменту і економічності, можна віднести і простоту конструкції. Дизелю не потрібна система запалювання і дросель. Як наслідок – пристрій двигуна простіше, а значить, він більш невибагливий в експлуатації, ніж бензиновий.

З іншого боку, з причини високого навантаження стінки циліндрів повинні бути товще, а перебувають під навантаженням деталі - масивніше. Звідси відповідні вага і габарити. Наприкінці вісімдесятих цю проблему почали вирішувати за рахунок застосування алюмінію, але дизелі з алюмінієвими голівками були не надто надійними при перегріві алюмінієві деталі неминуче "вело". Двигуни з алюмінієвою головкою блоку вимагали ще більшої точності при складанні і затягуванні болтів, що кріплять голівку до блоку.

Проблемою дизелів до недавнього часу був і рівень шуму при роботі. Справа тут в тому, що вибуховий характер запалення суміші, який в бензинових двигунах називається детонацією, - нормальна історія для дизеля. Втім, в останні роки більшість автовиробників успішно з цим недоліком справляються, підвищуючи рівень шумоізоляції салону автомобіля.

Дизелі дуже вимогливі до чистоти палива, яке не тільки згорає в камері двигуна, але і змащує насос

Є і ще одна конструктивна "слабке місце" дизельного агрегату. Для подачі палива в камеру згоряння використовується паливний насос високого тиску. Це складний механізм, тому дизелі дуже вимогливі до чистоти палива, яке не тільки згорає в камері двигуна, але і змащує насос. Абразивні частинки і вода можуть швидко вивести з ладу точний механізм насоса.

Підвищені вимоги пред'являє дизель і до моторного мастила, змащувальному точно підігнані деталі кривошипно-шатунного механізму. Масло повинне бути чистим, а при згорянні дизельного палива виділяється багато сажі, і її частки, проникаючи в масло, швидко роблять його непридатним. Дрібні сторонні частинки працюють як абразив, різко збільшуючи знос, тому масло в дизельних двигунах слід міняти мало не вдвічі частіше.

Одним з факторів, що гальмують зростання популярності дизельних автомобілів, залишається одне із властивостей дизельного палива. Справа в тому, що при зниженні температури до нуля градусів воно помітно густіє. Тому на заправках в холодний сезон паливо міняють на зимовий, яке відрізняється від літнього тільки тим, що в нього додані присадки, що перешкоджають загустінню. І тим не менш, дизельні автомобілі нерідко турбують своїх власників проблемами «холодного» запуску – інертність обтяженого парафинами палива прямо пропорційна зниженню температури повітря. В особливо холодних регіонах цей недолік сьогодні вирішується шляхом установки передпускового підігріву як самого двигуна, так і різних частин паливної системи, в залежності від конфігурації. Установка підігріву, заводського або від стороннього виробника, природно, робить автомобіль дорожче.

Справедливості заради, варто сказати, що в'язкість і нелетучесть дизельного палива - одночасно і позитивна риса дизеля. За рахунок цих якостей двигуни цього сімейства менш пожежонебезпечні.

Питання експлуатації дизельного двигуна

В теорії, більш товстостінний і сконструйований в розрахунку на інтенсивні навантаження дизель довговічніше бензинового мотора. Він володіє специфічними особливостями - максимальний крутний момент досягається при відносно низьких обертах. Для дизеля характерна стабільна, але плавна динаміка, тому автомобілі з двигуном цього типу скоріше для спокійних водіїв (якщо, звичайно, дизель невеликого обсягу). Зате маніпулювати педалями і ручкою КПП доводиться рідше (стартувати можна і з другої передачі), проте, раз «порвавши» зі світлофора можна «списувати» неабиякий запас моторесурсу.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read