Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя

Автомобили с двигателем BMW M57 3.0

M57: период 1998-2003 год; мощность 184 и 193 л.с.; Модели: 3 серии (E46), 5-й серии (E39), 7-й серии (E38), X5 (E53).

M57TU: период 2002-2007 год; мощность 204, 218 и 272 л.с.; Модели: 3 серии (E46), 5-й серии (E60), 7-й серии (E65), X3 (E83), X5 (E53).

M57TÜ2: период 2004-2010 год; Индекс модели: 35d — 231, 235 и 286 л.с.; 25d — 197 л.с. (E60 после подтяжки лица, как 325d и 525d); Модели: 3-й серии (E90), 5-й серии (E60), 6-й серии (E63), 7-й серии (E65), X3 (E83), X5 (E70), X6 (E71).

Версия 3.0 / 177 л.с. в 2002-06 году в Range Rover Vogue.

Двигатель М57 объемом 2,5 литра в 2000-2003 Opel Omega (150 л.с.) и BMW 5-й серии (Е39; 163 л.с.). В 2003-07 году 525d / 177 л.с. (E60).

Авиационный дизель

Широкое распространение данные типы моторов получили в летной технике. Больше всего используют на легких самолетах. Высокая мощность при небольших габаритах — стали определяющими факторами при выборе силовых агрегатов для самолетов. Кроме того, наличие наддува и отсутствие зажигания сыграли только в лучшую сторону. Работа ДВС останавливается с подачей топливно-воздушной смеси.

Стоит отметить, что двухтактный судовой дизель не боится перепада температур. Более того, зачастую большой мороз является дополнительным охлаждением ДВС, что очень хорошо. Все это, наряду с использованием относительно недорогого горючего, делает этот дизель крайне популярным. Правда распространение ограничивается сложностью установки и обслуживания компрессора. Кроме того, в топливо нужно добавлять смазку, а это также обходится не дешево. В целом же для авиации это отличный вариант, что обусловлено вышеперечисленными факторами.

ВСТРЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Особенность двухтактного дизеля профессора Питера Хофбауэра, посвятившего 20 лет своей жизни работе в концерне «Фольксваген», — два поршня в одном цилиндре, движущиеся навстречу друг другу. И название это подтверждает: Opposed Piston Opposed Cylinder (OPOC) — встречные поршни, встречные цилиндры.

Похожую схему еще в середине прошлого века использовали в авиации и танкостроении, например, на немецких «Юнкерсах» или советском танке T-64. Дело в том, что в традиционном двухтактном двигателе оба окна для газообмена перекрывает один поршень, а в двигателях с встречными поршнями в зоне хода одного поршня располагается впускное окно, в зоне хода второго — выпускное. Такая конструкция позволяет раньше открывать выпускное окно и благодаря этому лучше очищать камеру сгорания от отработавших газов. И заранее закрывать, чтобы сберечь некоторое количество рабочей смеси, которое у двухтактного двигателя обычно выбрасывается в выхлопную трубу.

В чем же изюминка конструкции профессора? В центральном (между цилиндрами) расположении коленвала, обслуживающего сразу все поршни. Это решение привело к довольно замысловатой конструкции шатунов. Их по паре на каждой шейке коленвала, причем на внешние поршни приходится по паре шатунов, расположенных по обе стороны цилиндра. Это схема позволила обойтись одним коленвалом (у прежних моторов их было два, размещенных по краям двигателя) и сделать компактный, легкий агрегат. В четырехтактных двигателях циркуляцию воздуха в цилиндре обеспечивает сам поршень, в моторе OPOC — турбонаддув. Для лучшей эффективности быстро разогнать турбину помогает электромотор, который в определенных режимах становится генератором и рекуперирует энергию.

Опытный образец, сделанный для армии без оглядки на экологические нормы, при массе 134 кг развивает 325 л.с. Подготовлен и гражданский вариант — с примерно на сотню сил меньшей отдачей. Как заявляет создатель, в зависимости от исполнения мотор ОРОС на 30–50% легче прочих дизелей сравнимой мощности и в два — четыре раза компактнее. Даже по ширине (это самое внушительное габаритное измерение) ОРОС всего вдвое превосходит один из самых компактных автомобильных агрегатов в мире — двухцилиндровый фиатовский «Твинэйр».

Мотор OPOC — образец модульной конструкции: двухцилиндровые блоки можно компоновать в многоцилиндровые агрегаты, соединяя их электромагнитными муфтами. Когда полная мощность не требуется, для экономии топлива один или несколько модулей могут отключаться. В отличие от обычных двигателей с отключаемыми цилиндрами, где коленвал шевелит даже «отдыхающие» поршни, механических потерь можно избежать. Интересно, а как обстоят дела с топливной экономичностью и вредными выбросами? Разработчик предпочитает обходить этот вопрос молчанием. Понятное дело — тут позиции двухтактников традиционно слабы.

Пути развития

Инновации дизельного двигателя заключаются в эволюции топливной аппаратуры. Усилия конструкторов направлены на то, чтобы добиться точного момента впрыска и максимального распыления топлива.

Создание топливного «тумана» и деление процесса впрыска на фазы позволило достигнуть большей экономичности и повышения мощности.

Наиболее архаичные экземпляры имели механический ТНВД и отдельную топливную магистраль к каждой форсунке. Устройство двигателя и ТА такого типа обладали большой надежностью и ремонтопригодностью.

Дальнейший путь развития заключался в усложнении ТНВД дизельного двигателя. В нем появились изменяемые моменты впрыска, множество датчиков и электронное управление процессами. При этом использовались все те же механические форсунки. В таком типе конструкции давление впрыскиваемого топлива было от 100 до 200 кг/см².

Основная конструктивная сложность заключается в форсунках. Именно с их помощью регулируется момент, давление и количество ступеней впрыска. Форсунки системы аккумуляторного типа очень требовательны к качеству топлива. Завоздушивание такой системы приводит к быстрому выходу из строя ее основных элементов. Дизельный двигатель с Common rail работает тихо, потребляет меньше топлива и имеет большую мощность. За все это приходится платить меньшим ресурсом и более высокой стоимостью ремонта.

Еще более высокотехнологичной является система с применением насос-форсунок. В ТА такого типа форсунка соединяет в себе функции нагнетания давления и распыления топлива. Параметры дизельного двигателя с насос-форсунками на порядок выше аналоговых систем. Впрочем, как и стоимость обслуживания и требования к качеству топлива.

Принцип работы ДВС

Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из впуска и выпуска происходящего за один оборот коленчатого вала, тогда как 4-х тактный имеет следующие циклы — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. И протекают они за два оборота маховика. В двигателе с 4 тактами впуск и выпуск осуществляются в виде разных процессов, в двухтактнике они совмещены со сжатием топливной смеси и расширением рабочих газов. Принцип действия двухтактного двигателя:

  1. Первый такт – сжатие. Происходит движение поршня от нижней мертвой точки, при этом вначале закрывается продувочное окно. Отработанные выхлопные газы выводятся через выпускное отверстие. В этот момент в кривошипной камере под днищем поршня образуется область разрежения, куда поступает обогащенная топливная смесь из карбюратора (инжектора). Эта порция свежего воздуха выталкивает остатки выхлопных газов в выпускной коллектор. В момент наивысшего положения поршня происходит воспламенение смеси от свечи зажигания.
  2. Второй такт – рабочий ход или расширение. Температура и давление газов в камере сгорания резко увеличивается, под его действием поршень начинает движение к нижней мертвой точке, совершая полезную работу. Повышенное давление в кривошипной камере перекрывает впускной клапан, препятствуя попаданию отработанных газов в карбюратор. Через систему выпускных окон отработавшие газы уходят в глушитель, а через продувочное окно начинает поступать свежая горючая смесь в камеру сгорания. В самой нижней точке действие второго такта заканчивается и процесс повторяется.

Двухтактный дизельный двигатель работает по такому же принципу, только у него отсутствует свеча зажигания, а воспламенение топлива происходит от сжатия. Поэтому степень сжатия в дизельных двс намного выше бензиновых.

Приложения

1966 Saab Sport

Двухтактный минибайк

Вид сбоку двухтактного подвесного мотора British Seagull серии Forty , серийный номер датирован 1954/1955 гг.

Двухтактные бензиновые двигатели предпочтительны, когда приоритетами конструкции являются простота механики, легкий вес и высокое соотношение мощности и веса . Смешивая масло с топливом, они могут работать в любом положении, поскольку масляный резервуар не зависит от силы тяжести

Это важное свойство ручных электроинструментов.

Ряд основных производителей автомобилей использовали двухтактные двигатели в прошлом, в том числе шведская Saab и немецкие производители DKW , Auto-Union , VEB Sachsenring Automobilwerke Zwickau , VEB Automobilwerk Eisenach и VEB Fahrzeug- und Jagdwaffenwerk „Ernst Thälmann . Японские производители Suzuki и Subaru сделали то же самое в 1970-х годах. Производство двухтактных автомобилей на Западе прекратилось в 1980-х годах из-за ужесточения регулирования загрязнения воздуха . Страны Восточного блока продолжались примерно до 1991 года, с Трабантом и Вартбургом в Восточной Германии. Двухтактные двигатели по-прежнему используются в различных малых силовых установках, таких как подвесные моторы , высокопроизводительные мотоциклы малой вместимости, мопеды , внедорожные мотоциклы , скутеры , скутеры , тук-туки , снегоходы , картинги , сверхлегкие самолеты и модели. самолеты . Они также распространены в электроинструментах, используемых на открытом воздухе, например, в газонокосилках , бензопилах и тряпках .

Благодаря непосредственному впрыску топлива и системе смазки на базе картера двухтактный двигатель загрязняет воздух не хуже, чем четырехтактный, и может достичь более высокой термодинамической эффективности . Поэтому цикл исторически также использовался в больших дизельных двигателях , в основном в крупных промышленных и судовых двигателях, а также в некоторых грузовых автомобилях и тяжелой технике.

6-цилиндровый дизельный двигатель (основная мощность 206кВт)

Применение:
6-цилиндровый дизельный двигатель с мощностью 206кВт является основной серией высокопроизводительных двигателей. В комбинации с бесщоточным синхронным двигателем в генераторной установке, может использоваться для обеспечения электроэнергией недвижимости, отелей, банков и других коммерческих учреждений.

Кроме того, дизельный двигатель может использоваться вместе с водяным насосом для пожаротушения и противопожарной защиты. Более того, может использоваться для машины для разработки песка и водоструйного насоса в сельскохозяйственной технике, сформировав насосную установку со всасывающим насосом и желонкой для подъема песка.

Сформировав насосную установку со всасывающим насосом и желонкой для подъема песка, этот комплект двигателя может использоваться для сельскохозяйственной техники – для экскаваторов, насосов и т.д.

Характеристики:

Модель SYWL206
Количество цилиндров 6
Диаметр цилиндра (мм) 135
Ход поршня (мм) 150
Степень повышения давления 17
Объем двигателя (л) 12.9
1ч мощность(кВт) 206
Удельный расход топлива (г/кВч) 195
Удельный расход масла (г/кВч) ≤2
Коэффициент стабильной скорости (%) 0-5
Скорость холостого хода (об/мин) 500/600
Частота вращения (об/мин) 1500/1800 RPM
Шум(дб) ≤117
Дым (FSN-дымовое число фильтра) ≤3

Характеристики:
Вид: однорядный, прямой впрыск, 4-тактный, водяное охлаждение.
Тип регулятора оборотов: механическийВес и габариты двигателя

Длина 1435mm
Ширина 830mm
Высота 1085mm
Сухая масса 1160kg

Shangyan Power Group, совместно с «Dongfeng Diesel Engine» и «Shanghai Stanford Power Equipment», — известный производитель дизельных двигателей и генераторов в Китае, был учрежден в 1993 году. Наша компания разрабатывает и производит различные виды промышленных дизельных двигателей, судовых дизельных двигателей, генераторов переменного тока и генераторных установок, посвятив себя обеспечению клиентов решениями основного и резервного электропитания. Институт Dongfeng Diesel Engine предоставляет техническую поддержку, а также отличную команду инженеров для усовершенствования дизельных силовых установок. К тому же, мы располагаем широким спектром оборудования для производства и испытания дизельных двигателей, стараясь предоставлять высококачественные энегросберегающие двигатели и решения энергопитания для промышленных, судовых и буровых установок.

Обратная связь

Двухтактный дизель

Двухтактные дизели имеют среднее эффективное давление ре в пределах 6 2 — 9 3 кгс / см2, которое в значительной степени определяет тепловую напряженность поршня. Если эту величину для четырехтактных дизелей отнести на два оборота вала, то будет видно, что наиболее форсированные из них ( ре 16 8 — — 18 4 кгс / см.) приближаются по тепловой напряженности к двухтактным дизелям 10Д100 и 11Д45, а дизели 2Д100 и GMC — 567C близки по напряженности к четырехтактному дизелю MD-870 с охлаждаемыми поршнями.

Двухтактные дизели, как правило, не имеют впускных трубопроводов. Воздух подается компрессором непосредственно в ресивер, располагаемый в полостях блока или выполняемый в виде отдельных литых или сварных конструкций. Двухтактные дизели с цилиндрами небольших размеров ( автотракторного и тепловозного типов) имеют ресивер, образованный в полостях блока или в полости между блоками при V-образным или более сложном расположении цилиндров. Ресиверы двухтактных дизелей большой мощности выполняются частично в виде полостей в остове, а частично в виде емкостей коробчатой или цилиндрической формы, прикрепленных к остову дизеля.

Двухтактные дизели устанавливаются на тракторах и автомобилях; при этом используются дизели как с прямоточными, так и с петлевыми схемами газообмена.

Принципиальная схема воздухоснабжения дизеля IОД 100.

Двухтактный дизель 10Д100, как уже указывалось выше, имеет две ступени сжатия наддувочного воздуха.

Двухтактные дизели по сравнению с четырехтактными имеют большую литровую мощность, более высокие числа оборотов и более равномерное протекание кривой крутящего момента.

Способы крепления цилиндра двигателя с воздушным охлаждением.

Двухтактные дизели почти всеми крупными зарубежными фирмами ( кроме ОМС) выпускают только с мокрыми гильзами. В целом дизели с мокрыми гильзами выпускают около 45 % зарубежных дизелестрои-тельных фирм.

Впускной ресивер двухтактного двигателя.| Охлаждаемый выпускной трубопровод тепловозного двигателя.

Двухтактные дизели, как правило, не имеют впускных трубопроводов. Воздух подается компрессором непосредственно в ресивер, размещаемый в полостях блока или выполняемый в виде отдельных литых или сварных конструкций. В двухтактных дизелях с цилиндрами небольших размеров ( автотракторного и тепловозного типов) ресивером являются полости блока или полость между блоками при V-образном или более сложном расположении цилиндров.

Поршни дизелей фирмы Napier с плоским днищем ( а и со съемной.

Двухтактные дизели модели D18 — 25 ( см. табл. 1) со встречно-движущимися поршнями имеют 18 цилиндров, расположенных по сторонам треугольника с вершиной внизу.

Общая уплотнительная прокладка газового стыка.

Автомобильные и тракторные двухтактные дизели выпускают обычно с неразделенными камерами сгорания, причем в дизелях с петлевой продувкой эти камеры очень часто размещают не в поршнях, а в головках цилиндров. В дизелях с прямоточной продувкой камеру сгорания размещают в поршне.

Двухтактного дизеля с противоположно движущимися поршнями при выполнении УСЛОВИЯ ( 5) схематизируется на основе эквивалентной двухканальной модели непрерывного действия согласно рис. 6, в.

Преимущества и недостатки

Существует ряд факторов, которые выгодно отличают дизельные двигатели:

  • экономичность. КПД в 40% (до 50% с применением турбонаддува) просто недосягаемый показатель для бензинового собрата;
  • мощность. Практически весь крутящий момент доступен на самых низких оборотах. Турбированный дизельный двигатель не имеет ярко выраженной турбоямы. Такая приёмистость позволяет получить настоящее удовольствие от вождения;
  • надежность. Пробег самых надежных дизельных двигателей доходит до 700 тыс. км. И все это без ощутимых негативных последствий. Благодаря своей безотказности, дизельные ДВС ставят на спецтехнику и грузовики;
  • экологичность. В борьбе за сохранность окружающей среды дизельный двигатель превосходит бензиновые моторы. Меньшее количество выбрасываемого СО и использование технологии рециркуляции выхлопных газов (EGR) приносят минимум вреда.

Недостатки:

  • стоимость. Комплектация, оснащённая дизельным двигателем, будет стоить на 10% больше, чем такая же модель с бензиновым агрегатом;
  • сложность и дороговизна обслуживания. Узлы ДВС выполнены из более прочных материалов. Сложность устройства двигателя и топливной аппаратуры требует качественных материалов, новейших технологий и большого профессионализма в их изготовлении;
  • плохая теплоотдача. Большой процент КПД значит то, что при сгорании топлива происходят меньшие потери энергии. Другими словами, выделяется меньше тепла. В зимнее время года эксплуатация дизельного двигателя на короткие расстояния будет негативно сказываться на его ресурсности.

Рассмотренные минусы и плюсы не всегда уравновешивают друг друга. Поэтому вопрос о том, какой из двигателей лучше, будет стоять всегда. Если вы собираетесь стать владельцем такого автомобиля, учтите все особенности его выбора. Именно ваши требования к силовой установке будут тем фактором, который решит что лучше: бензиновый или дизельный двигатель.

Популярные двигатели

На современном рынке представлено огромное количество дизельных двигателей, которые отличаются высоким качеством и надежностью. Отдельного внимания заслуживает модель 186 FBE, которая имеет мощность 9 лошадиных сил. Благодаря этому одноцилиндровый мотор может без проблем справиться с обработкой большой территории. Кроме того, данная модель отличается наличием системы прямого впрыска топлива. Единственный недостаток агрегата кроется в его большой массе, что усложняет процесс использования мотоблока. Емкость бака составляет 5,5 литра, чего вполне достаточно для ежедневного применения агрегата.

Огромной популярностью сегодня также пользуется дизельный двигатель KM 186FA, который считается самым ярким примером передовых разработок в сфере дизельных механизмов. Данная модель крайне удобна в использовании потому, что в конструкции есть не только ручной, но и электрический стартер. Это предоставляет дополнительные возможности в области регулировки.

Несмотря на то что подается дизельное топливо, заливать любое масло не получится. По словам производителям, идеальным решением будет SAE10W30. Использование других разновидностей может негативно сказаться на долговечности агрегата.

Данный дизельный двигатель отличается мощностью 6,6 кВт, обладает небольшими размерами и массой. Это положительно сказывается на эксплуатации модели. Кроме того, новинка может похвастаться минимальным уровнем потребления топлива и небольшим количеством шума при работе. Четырехтактный одноцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением станет хорошим выбором для любого мотоблока.

Двигатель Magnum LD 178 F устанавливается на огромное количество мотоблоков. Он представляет собой четырехтактную силовую установку, которая характеризуется высоким качеством и надежностью. Кроме того, данная модель может похвастаться впечатляющим объемом топливного бака (3,5 литра). Этого вполне достаточно даже для обработки большой территории. Система пуска у Magnum LD 178 F представлена в виде ручного пускового механизма с возвратной пружиной. В модели также присутствует декомпрессор.

Достоинства и недостатки мотора.

К положительным описанием рассматриваемого устройства внутреннего сгорания, можно отнести следующее:

  • Двигатель обладает относительно малым весом. В среднем, вес составляет половину от классического дизель с турбиной.
  • Мотор, имеет не сложную конструкцию. Количество запасных частей и дополнительных деталей стало гораздо меньше.
  • Принцип действия устройства не сложен на практике. Мотор, прост и пригоден для обслуживания, реконструкции. Температура и функции — двигателя внутреннего сгорания.
  • Устройство имеет небольшие размеры и не требует много места.
  • Топливо используется экономно и с большой долей продуктивности. Экономия расхода, повышена на половину, от классического двигателя.

Несмотря на все свои явные преимущества, минусов у мотора достаточно:

  • Большая стоимость. Данный вид двигателей, выпускает не так много компаний. Приобрести устройство для использования, довольно дорого.
  • Практически полное отсутствие обслуживающих мастерских. Ремонтировать мотор, весьма проблематично.
  • Малое наличие необходимых деталей. При выходе из строя отдельно элемента, будет сложно найти замену.

двухтактный двигатель

На сегодняшний день, аналоги мотора используются активно. Их ставят на грузовики, строительную технику и легковые авто. Двухтактный дизель, один из модернизированных двигателей внутреннего сгорания. Расположение цилиндров, соответственно рядами. Камера очистки образуется в результате сближения поршней. Все колен валы сопряжены друг с другом. Окно выпуска, открывается раньше окна впуска (в среднем на двадцать градусов).

В мотоциклах, отсутствуют клапаны в голове цилиндра, существуют специальные отверстия в стенках для входа и выхода. Клапаны впуска и выпуска, взаимодействуют с карбюратором, через специально отведенные каналы. Во время движения поршня вверх, открывается окно карбюратора и смесь поступает в картер движка.Когда поршень направляется вниз, клапан закрывается и начинается сжатие смеси. Шток, открывает клапан и рабочая смесь выпускает отработанные газы из цилиндра. Выход газов происходит через открытый клапан. Поршень возвращается и сопутствующие процессы повторяются. Состав загорается (предельная температура внутреннего сгорания) от свечи и поршень продолжает ход работы. Данный процесс имеет значимые недостатки. Приходиться добавлять моторное масло, прямо в топливо. Это производиться для, смазки рабочих элементов. При создании данной консистенции, масло уходит достаточно быстро. Расход масла на данном типе движке, очень большой. Двигатель не экономичен и использования данной технологии смазки, способно быстро вывести его из строя. Количество выхлопов, при работе данного устройства, так же является наибольшим. Часть смеси, вырывается наружу вместе с выхлопами, что неблагоприятно для окружающей среды. По этому, экологичность мотора очень сомнительна.

двухтактный дизельный двигатель

Сложно создать двигатель подобный рассмотренному. Необходима подача чистого потока воздуха в цилиндр, который не должен попасть в картер. При попадании, он будет удалять смазку с рабочих элементов. Поэтому, часть моторов для военной техники и кораблей, устройством напоминают четырех тактные. Там, так же имеются клапана в голове блока гидроцилиндров и масло попадает в картер. Отличие, окна в цилиндрах. Через промежутки выдается поток воздуха и происходит выпуск отработанного газа. При спуске, шток открывает отверстия впуска и туда подается воздух. Когда он движется наверх, отработанный газ выходит из цилиндров. Горючая смесь попадает в цилиндр, и под воздействием горячего воздуха — загорается.Таким образом на него действует высокая температура внутреннего сгорания. Так происходит полный цикл работы движка. По завершению, операция повторяется снова.

В общих чертах, дизель хорош:

Использованием недорогого и емкого топлива.

  • Высоким крутящим моментом и хорошей производительностью.
  • Отсутствием системы зажигания.
  • Недостатки всех дизелей;
  • Необходимость усиления и утяжеления всех деталей мотора.
  • Наличием сложной системы подачи смеси.

Все двухтактные движки обладают плавным ходом и хорошей мощностью. Но их минусом является, обязательное наличие компрессорного элемента. Несмотря на стоимость данного оборудования и остальных недостатков, такой тип мотора — остается уникальным. Достойные плюсы, позволяют использовать его в различных сферах. ДТ, так же широко применимо и активно используется во всем мире. Смесь, является одним из наиболее доступных видов и уже успела заслужить свою популярность. Двигатели постоянно совершенствуются и на сегодня, существует достаточно большое количество модернизаций.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий