Silniki Diesla. Najbardziej niezawodny silnik wysokoprężny - do czego zdolne są jednostki

Został pomyślnie przetestowany w tym samym roku. Diesel aktywnie uczestniczy w sprzedaży licencji na nowy silnik. Pomimo wysokiej sprawności i łatwości obsługi w porównaniu z silnikiem parowym, praktyczne zastosowanie takiego silnika było ograniczone: pod względem wielkości i masy ustępował ówczesnym silnikom parowym.

Pierwsze silniki Diesla były zasilane olejami roślinnymi lub lekkimi produktami naftowymi. Co ciekawe, początkowo proponował pył węglowy jako idealne paliwo. Eksperymenty wykazały niemożność wykorzystania pyłu węglowego jako paliwa, przede wszystkim ze względu na wysokie właściwości ścierne zarówno samego pyłu, jak i popiołu powstałego w wyniku spalania; były też duże problemy z doprowadzeniem pyłu do cylindrów.

Zasada działania

Cykl czterosuwowy

• I takt. Wlot... Odpowiada 0 ° - 180 ° obrotowi wału korbowego. Przez otwarty zawór wlotowy ~ od 345-355° powietrze wchodzi do cylindra, przy 190-210° zawór zamyka się. Przynajmniej do 10-15 ° obrotu wału korbowego, zawór wydechowy jest jednocześnie otwarty, nazywa się czas wspólnego otwarcia zaworów zachodzące na siebie zawory .
• Drugi środek. Kompresja... Odpowiada 180° - 360° obrotowi wału korbowego. Tłok, przemieszczając się do GMP (górny martwy punkt), spręża powietrze 16 (przy niskiej prędkości) -25 (przy wysokiej prędkości) razy.
• Trzeci środek. Skok roboczy, wydłużenie... Odpowiada obrotowi wału korbowego 360° - 540°. Po rozpyleniu paliwa w gorące powietrze inicjowane jest spalanie paliwa, czyli jego częściowe odparowanie, tworzenie się wolnych rodników w powierzchniowych warstwach kropel i w oparach, w końcu spalanie i spalanie wchodząc z dyszy, produkty spalania, rozszerzanie, przesuwają tłok w dół. Wtrysk i odpowiednio zapłon paliwa następuje nieco wcześniej niż moment, w którym tłok dotrze do martwego punktu z powodu pewnej bezwładności procesu spalania. Różnica w stosunku do czasu zapłonu w silnikach benzynowych polega na tym, że opóźnienie jest konieczne tylko ze względu na obecność czasu inicjacji, który w każdym konkretnym silniku wysokoprężnym jest wartością stałą i nie może być zmieniany podczas pracy. Spalanie paliwa w silniku wysokoprężnym trwa długo, o ile starczy porcja paliwa z wtryskiwacza. W efekcie proces pracy odbywa się przy stosunkowo stałym ciśnieniu gazu, dzięki czemu silnik rozwija duży moment obrotowy. Z tego wynikają dwa ważne wnioski.
  • 1. Proces spalania w silniku wysokoprężnym trwa dokładnie tyle, ile potrzeba do wtłoczenia danej porcji paliwa, ale nie dłużej niż czas suwu roboczego.
  • 2. Stosunek paliwo/powietrze w cylindrze diesla może znacznie różnić się od stechiometrycznego i bardzo ważne jest zapewnienie nadmiaru powietrza, ponieważ płomień palnika zajmuje niewielką część objętości komory spalania i atmosfery w komora musi zapewnić wymaganą zawartość tlenu do końca. Jeśli tak się nie stanie, następuje masowe uwolnienie niespalonych węglowodorów z sadzą – „lokomotywa” daje „niedźwiedzia”.
• 4. środek. Uwolnienie... Odpowiada 540 ° - 720 ° obrotowi wału korbowego. Tłok podnosi się, przez zawór wydechowy otwarty na 520-530 ° tłok wypycha spaliny z cylindra.

Istnieje kilka rodzajów silników wysokoprężnych, w zależności od konstrukcji komory spalania:

• Diesel z nieoddzieloną komorą: komora spalania jest wykonana w tłoku, a paliwo jest wtryskiwane do przestrzeni nad tłokiem. Główną zaletą jest minimalne zużycie paliwa. Wadą jest zwiększony hałas („ciężka praca”), zwłaszcza na biegu jałowym. Obecnie trwają intensywne prace nad wyeliminowaniem tego niedoboru. Na przykład w systemie Common Rail stosuje się (często wielostopniowy) wtrysk wstępny w celu zmniejszenia sztywności pracy.
• Diesel z dzieloną komorą: paliwo jest podawane do dodatkowej komory. W większości silników Diesla taka komora (zwana wirową lub wstępną) jest połączona z cylindrem specjalnym kanałem, dzięki czemu powietrze wchodzące do tej komory po sprężeniu intensywnie wiruje. Sprzyja to dobremu wymieszaniu wtryskiwanego paliwa z powietrzem i pełniejszemu spalaniu paliwa. Schemat ten od dawna uważany jest za optymalny dla lekkich silników wysokoprężnych i był szeroko stosowany w samochodach osobowych. Jednak ze względu na najgorszą wydajność w ciągu ostatnich dwóch dekad takie silniki wysokoprężne były aktywnie zastępowane silnikami ze zintegrowaną komorą i układami zasilania paliwem Common Rail.

Cykl dwusuwowy

Oczyszczanie dwusuwowego silnika wysokoprężnego: na dole - porty przedmuchu, zawór wydechowy na górze jest otwarty

Oprócz opisanego powyżej cyklu czterosuwowego, w silniku wysokoprężnym może być zastosowany cykl dwusuwowy.

Podczas suwu roboczego tłok opada otwierając otwory wylotowe w ściance cylindra, przez nie uchodzą spaliny, otwory wlotowe otwierają się jednocześnie lub nieco później, cylinder jest przedmuchiwany świeżym powietrzem z dmuchawy – jest to realizowane oczyścić łączenie suwów dolotowych i wydechowych. Gdy tłok się podnosi, wszystkie okna są zamknięte. Od momentu zamknięcia portów wlotowych rozpoczyna się kompresja. Prawie osiągając TDC, paliwo jest rozpylane i zapalane z dyszy. Następuje rozprężenie - tłok opada i ponownie otwiera wszystkie okna itp.

Oczyszczanie jest nieodłącznym słabym ogniwem w cyklu push-pull. Czas czyszczenia w porównaniu z innymi skokami jest mały i nie można go zwiększyć, w przeciwnym razie wydajność skoku roboczego zmniejszy się z powodu jego skrócenia. W cyklu czterosuwowym połowa cyklu jest przydzielana tym samym procesom. Nie da się też całkowicie oddzielić spalin i świeżego powietrza, więc część powietrza jest tracona, trafiając prosto do rury wydechowej. Jeżeli zmianę skoków zapewnia ten sam tłok, powstaje problem związany z symetrią otwierania i zamykania okien. Dla lepszej wymiany gazowej korzystniej jest wyprzedzić otwieranie i zamykanie okien wydechowych. Wtedy wydech, zaczynając wcześniej, zmniejszy ciśnienie gazów resztkowych w cylindrze na początku oczyszczania. Przy wcześniej zamkniętych wylotach i otwartym – jeszcze – wlocie, cylinder jest doładowywany powietrzem, a jeśli dmuchawa dostarcza nadciśnienia, możliwe staje się zwiększenie ciśnienia.

Okna mogą być wykorzystywane zarówno do wlotu powietrza wywiewanego, jak i świeżego; takie dmuchanie nazywa się dmuchaniem szczelin lub okien. Jeśli spaliny są odprowadzane przez zawór w głowicy cylindrów, a okna są używane tylko do wlotu świeżego powietrza, oczyszczanie nazywa się oczyszczaniem szczelinowym. Są silniki, w których w każdym cylindrze znajdują się dwa przeciwbieżnie poruszające się tłoki; każdy tłok steruje własnymi szybami - jeden wlot, drugi wydech (system Fairbanks-Morse - Junkers - Koreyvo: silniki diesla tego systemu z rodziny D100 były stosowane w lokomotywach spalinowych TE3, TE10, silnikach czołgowych 4TPD, 5TD (F) ( T-64), 6TD (T -80UD), 6TD-2 (T-84), w lotnictwie - na bombowcach Junkers (Jumo 204, Jumo 205).

W silniku dwusuwowym skoki robocze występują dwa razy częściej niż w silniku czterosuwowym, ale ze względu na obecność przedmuchu dwusuwowy silnik wysokoprężny jest 1,6-1,7 razy mocniejszy niż silnik czterosuwowy ta sama objętość.

Obecnie na dużych statkach morskich z bezpośrednim (bezprzekładniowym) napędem śmigłowym szeroko stosowane są wolnoobrotowe dwusuwowe silniki wysokoprężne. Ze względu na podwojenie liczby suwów roboczych przy tych samych obrotach cykl dwusuwowy okazuje się korzystny, jeśli nie ma możliwości zwiększenia prędkości, ponadto dwusuwowy silnik wysokoprężny jest technicznie łatwiejszy do cofania; takie wolnoobrotowe silniki wysokoprężne mają moc do 100 000 KM.

Ze względu na to, że trudno jest zorganizować nadmuch komory wirowej (lub komór wstępnych) w cyklu dwusuwowym, dwusuwowe silniki wysokoprężne budowane są wyłącznie z niepodzielonymi komorami spalania.

Opcje projektowania

Średnie i ciężkie dwusuwowe silniki wysokoprężne charakteryzują się zastosowaniem tłoków złożonych, w których zastosowano stalową głowicę i duraluminiową osłonę. Głównym celem tej komplikacji konstrukcji jest zmniejszenie całkowitej masy tłoka przy zachowaniu maksymalnej możliwej wytrzymałości cieplnej dna. Bardzo często stosuje się konstrukcje chłodzone olejem.

Osobną grupę stanowią silniki czterosuwowe zawierające w swojej konstrukcji poprzeczki. W silnikach z poprzeczką korbowód jest przymocowany do poprzeczki - suwaka połączonego z tłokiem za pomocą pręta (wałka). Poprzeczka pracuje wzdłuż własnej prowadnicy - poprzeczki, bez narażenia na podwyższone temperatury, całkowicie eliminując wpływ sił bocznych na tłok. Ta konstrukcja jest typowa dla dużych silników okrętowych o długim skoku, często dwustronnego działania, skok tłoka w nich może sięgać 3 metrów; tłoki tułowia tej wielkości miałyby nadwagę, tłoki tułowia o takiej powierzchni tarcia znacznie zmniejszyłyby sprawność mechaniczną silnika wysokoprężnego.

Silniki odwracalne

Spalanie paliwa wtryskiwanego do cylindra diesla następuje podczas wtrysku. Z tego powodu silnik wysokoprężny zapewnia wysoki moment obrotowy przy niskich obrotach, co sprawia, że ​​samochód z silnikiem Diesla jest bardziej responsywny niż samochód z silnikiem benzynowym. Z tego powodu i ze względu na wyższą wydajność większość samochodów ciężarowych jest obecnie wyposażona w silniki wysokoprężne.... Na przykład w Rosji w 2007 r. prawie wszystkie ciężarówki i autobusy były wyposażone w silniki wysokoprężne (ostateczne przejście tego segmentu pojazdów z silników benzynowych na silniki wysokoprężne planowano zakończyć do 2009 r.). Jest to zaleta również w silnikach okrętowych, ponieważ wysoki moment obrotowy przy niskich obrotach ułatwia efektywne wykorzystanie mocy silnika, a wyższa teoretyczna sprawność (patrz cykl Carnota) skutkuje wyższą wydajnością paliwową.

W porównaniu z silnikami benzynowymi, spaliny z silników Diesla zawierają zazwyczaj mniej tlenku węgla (CO), ale obecnie, ze względu na zastosowanie katalizatorów w silnikach benzynowych, ta zaleta nie jest tak zauważalna. Głównymi toksycznymi gazami występującymi w spalinach w zauważalnych ilościach są węglowodory (HC lub CH), tlenki (tlenki) azotu (NOx) oraz sadza (lub jej pochodne) w postaci czarnego dymu. Silniki Diesla ciężarówek i autobusów, które często są stare i nieuregulowane, najbardziej zanieczyszczają atmosferę w Rosji.

Innym ważnym aspektem bezpieczeństwa jest to, że olej napędowy jest nielotny (tj. nie odparowuje łatwo), a zatem silniki wysokoprężne są znacznie mniej podatne na zapalenie, zwłaszcza że nie mają układu zapłonowego. Wraz z wysoką efektywnością paliwową stało się to przyczyną powszechnego stosowania silników wysokoprężnych w zbiornikach, ponieważ w codziennej eksploatacji pozabojowej zmniejszono ryzyko pożaru w komorze silnika z powodu wycieków paliwa. Mniejsze zagrożenie pożarowe silnika wysokoprężnego w warunkach bojowych jest mitem, ponieważ po przebiciu pancerza pocisk lub jego fragmenty mają temperaturę znacznie wyższą niż temperatura zapłonu oparów oleju napędowego i są również w stanie dość łatwo podpalić wyciekający paliwo. Detonacja mieszaniny par oleju napędowego z powietrzem w przebitym zbiorniku paliwa w swoich skutkach jest porównywalna z wybuchem amunicji, w szczególności w czołgach T-34, doprowadziła do zerwania spawów i wybicia górnej części czołowej opancerzony kadłub. Z drugiej strony silnik wysokoprężny w zabudowie zbiorników jest gorszy od silnika gaźnikowego pod względem gęstości mocy, dlatego w niektórych przypadkach (duża moc przy małej objętości komory silnika) może być bardziej korzystne zastosowanie jednostki napędowej gaźnika ( choć jest to typowe dla zbyt lekkich jednostek bojowych).

Oczywiście są też wady, wśród których jest charakterystyczne stukanie silnika wysokoprężnego podczas jego pracy. Dostrzegają je jednak przede wszystkim właściciele samochodów z silnikami wysokoprężnymi i są praktycznie niewidoczne dla osoby postronnej.

Oczywiste wady silników wysokoprężnych to konieczność stosowania rozrusznika o dużej mocy, zmętnienie i zestalenie (woskowanie) letniego oleju napędowego w niskich temperaturach, złożoność i wyższy koszt naprawy sprzętu paliwowego, ponieważ pompy wysokociśnieniowe są urządzeniami precyzyjnymi. Ponadto silniki wysokoprężne są niezwykle wrażliwe na zanieczyszczenie paliwa cząstkami mechanicznymi i wodą. Naprawa silników Diesla z reguły jest znacznie droższa niż naprawa silników benzynowych podobnej klasy. Silniki wysokoprężne mają z reguły mniejszą moc w litrach niż silniki benzynowe, chociaż silniki wysokoprężne mają bardziej płynny i wyższy moment obrotowy w swojej pojemności skokowej. Wskaźniki środowiskowe silników wysokoprężnych były do ​​niedawna znacznie gorsze od silników benzynowych. W klasycznych silnikach wysokoprężnych z wtryskiem sterowanym mechanicznie można zainstalować tylko konwertery utleniające spalin pracujące przy temperaturze spalin powyżej 300°C, które utleniają tylko CO i CH do dwutlenku węgla (CO 2) i wody nieszkodliwej dla człowieka. Również wcześniej neutralizatory te zawiodły z powodu zatrucia związkami siarki (ilość związków siarki w spalinach zależy bezpośrednio od ilości siarki w oleju napędowym) oraz osadzania się cząstek sadzy na powierzchni katalizatora. Sytuacja zaczęła się zmieniać dopiero w ostatnich latach w związku z wprowadzeniem silników wysokoprężnych tzw. systemu Common Rail. W tego typu silnikach wysokoprężnych wtrysk paliwa realizowany jest przez wtryskiwacze sterowane elektronicznie. Elektryczny impuls sterujący jest dostarczany przez elektroniczną jednostkę sterującą, która odbiera sygnały z zestawu czujników. Czujniki monitorują różne parametry silnika, które wpływają na czas trwania i czas trwania impulsu paliwa. Tak więc pod względem złożoności nowoczesny - i tak czysty dla środowiska jak silnik benzynowy - silnik wysokoprężny w niczym nie ustępuje swojemu benzynowemu odpowiednikowi, a pod względem wielu parametrów (złożoności) znacznie go przewyższa. Czyli np. jeśli ciśnienie paliwa we wtryskiwaczach konwencjonalnego diesla z wtryskiem mechanicznym wynosi od 100 do 400 bar (w przybliżeniu odpowiednik „atmosfery”), to w najnowszych układach Common-rail jest ono w zakresie od 1000 do 2500 bar, co pociąga za sobą niemałe problemy. Również układ katalityczny nowoczesnych transportowych silników wysokoprężnych jest znacznie bardziej skomplikowany niż silników benzynowych, ponieważ katalizator musi „móc” pracować w warunkach niestabilnego składu spalin, a w niektórych przypadkach wymagane jest wprowadzenie tzw. „filtr cząstek stałych” (DPF – filtr cząstek stałych). „Filtr cząstek stałych” jest strukturą podobną do katalizatora, która jest umieszczana między kolektorem wydechowym silnika Diesla a katalizatorem w strumieniu spalin. W filtrze cząstek stałych powstaje wysoka temperatura, w której cząsteczki sadzy mogą zostać utlenione przez tlen resztkowy w spalinach. Jednak część sadzy nie zawsze ulega utlenieniu i pozostaje w „filtrze cząstek stałych”, dlatego program sterownika okresowo przełącza silnik w tryb „czyszczenie filtra cząstek stałych” poprzez tzw. wstrzyknięcie dodatkowego paliwa do cylindrów pod koniec fazy spalania w celu podniesienia temperatury gazów, a tym samym oczyszczenie filtra poprzez spalenie nagromadzonej sadzy. De facto standardem w projektowaniu transportowych silników wysokoprężnych stała się obecność turbosprężarki, aw ostatnich latach - i "intercoolera" - urządzenia, które chłodzi powietrze. po kompresja przez turbosprężarkę - w celu uzyskania dużego masa powietrze (tlen) w komorze spalania przy tej samej przepustowości kolektorów oraz Sprężarka umożliwiła podniesienie specyficznej charakterystyki mocy masowych silników wysokoprężnych, ponieważ pozwala na przepływ większej ilości powietrza przez cylindry podczas cyklu pracy.

Zasadniczo konstrukcja silnika wysokoprężnego jest podobna do konstrukcji silnika benzynowego. Jednak podobne części w silniku wysokoprężnym są cięższe i bardziej odporne na wysokie ciśnienia sprężania występujące w silniku wysokoprężnym, w szczególności honowanie na powierzchni lustra cylindra jest grubsze, ale twardość ścianek bloku cylindrów jest większa. Jednak głowice tłoków są specjalnie zaprojektowane do charakterystyki spalania silników wysokoprężnych i prawie zawsze są zaprojektowane do wyższych stopni sprężania. Ponadto głowice tłoków w silniku wysokoprężnym znajdują się nad (w przypadku samochodowego silnika wysokoprężnego) górną płaszczyzną bloku cylindrów. W niektórych przypadkach – w starszych dieslach – w denkach tłoków znajduje się komora spalania („wtrysk bezpośredni”).

Aplikacje

Silniki Diesla wykorzystywane są do napędu elektrowni stacjonarnych, kolejowych (lokomotywy spalinowe, lokomotywy spalinowe, pociągi spalinowe, wagony kolejowe) i bezszynowych (samochody osobowe, autobusy, ciężarówki), maszyn i mechanizmów samobieżnych (ciągniki, walce do asfaltu, zgarniacze, itp.) ), a także w przemyśle stoczniowym jako silniki główne i pomocnicze.

Mity dotyczące silników Diesla

Silnik wysokoprężny z turbodoładowaniem

• Silnik wysokoprężny jest zbyt wolny.

Nowoczesne silniki wysokoprężne z systemem turbodoładowania są znacznie wydajniejsze niż ich poprzednicy, a czasami nawet przewyższają ich odpowiedniki benzynowe wolnossące (bez turbodoładowania) o tej samej pojemności skokowej. Świadczy o tym prototyp Diesla Audi R10, który wygrał 24-godzinny wyścig w Le Mans, oraz nowe silniki BMW, które nie ustępują mocą wolnossącym (bez turbodoładowania) silnikom benzynowym, a jednocześnie mają ogromne moment obrotowy.

• Silnik wysokoprężny pracuje zbyt głośno.

Głośna praca silnika wskazuje na niewłaściwą pracę i możliwe usterki. W rzeczywistości niektóre starsze diesle z bezpośrednim wtryskiem mają bardzo ciężką pracę. Wraz z pojawieniem się wysokociśnieniowych systemów magazynowania paliwa („Common-rail”), silniki wysokoprężne były w stanie znacznie zmniejszyć hałas, przede wszystkim dzięki podziałowi jednego impulsu wtrysku na kilka (zazwyczaj od 2 do 5 impulsów).

• Silnik wysokoprężny jest znacznie bardziej ekonomiczny.

Główna sprawność wynika z wyższej sprawności silnika wysokoprężnego. Nowoczesny silnik wysokoprężny zużywa średnio do 30% mniej paliwa. Żywotność silnika wysokoprężnego jest dłuższa niż silnika benzynowego i może osiągnąć 400-600 tysięcy kilometrów. Części zamienne do silników wysokoprężnych są nieco droższe, wyższe są również koszty napraw, zwłaszcza osprzętu paliwowego. Z powyższych powodów koszty eksploatacji silnika wysokoprężnego są nieco niższe niż w przypadku silnika benzynowego. Oszczędności w porównaniu z silnikami benzynowymi rosną proporcjonalnie do mocy, co decyduje o popularności silników wysokoprężnych w pojazdach użytkowych i ciężkich.

• Silnik wysokoprężny nie może być przerobiony na tańszy gaz jako paliwo.

Od pierwszych chwil budowy silników Diesla zbudowano i buduje się ich ogromną liczbę, przeznaczonych do pracy na gazie o różnym składzie. Zasadniczo istnieją dwa sposoby konwersji silników wysokoprężnych na gaz. Pierwsza metoda polega na tym, że do cylindrów dostarczana jest uboga mieszanka gazowo-powietrzna, sprężana i zapalana małym strumieniem pilotującym oleju napędowego. Tak działający silnik nazywany jest silnikiem gazowo-dieselowym. Druga metoda polega na przebudowie silnika wysokoprężnego z obniżeniem stopnia sprężania, zamontowaniu układu zapłonowego i w zasadzie zbudowaniu na jego podstawie silnika gazowego zamiast silnika wysokoprężnego.

Rekordziści

Największy/najmocniejszy silnik wysokoprężny

Konfiguracja - 14 cylindrów w rzędzie

Objętość robocza - 25 480 litrów

Średnica cylindra - 960 mm

Skok tłoka - 2500 mm

Średnie ciśnienie efektywne - 1,96 MPa (19,2 kgf / cm²)

Moc - 108 920 KM. przy 102 obr./min. (wydajność na litr 4,3 KM)

Moment obrotowy - 7 571 221 Nm

Zużycie paliwa - 13 724 litrów na godzinę

Sucha masa - 2300 ton

Wymiary - długość 27 metrów, wysokość 13 metrów

Największy silnik wysokoprężny do ciężarówki

MTU 20V400 przeznaczony do montażu na wywrotce górniczej BelAZ-7561.

Moc - 3807 KM przy 1800 obr./min. (Właściwe zużycie paliwa przy mocy znamionowej 198 g/kWh)

Moment obrotowy - 15728 Nm

Największy/najmocniejszy masowo produkowany silnik wysokoprężny do seryjnego samochodu osobowego

Audi 6.0 V12 TDI zainstalowany w Audi Q7 od 2008 roku.

Konfiguracja - 12 cylindrów w kształcie litery V, kąt pochylenia 60 stopni.

Objętość robocza - 5934 cm³

Średnica cylindra - 83 mm

Skok tłoka - 91,4 mm

Stopień kompresji - 16

Moc - 500 KM przy 3750 obr./min. (wydajność na litr - 84,3 KM)

Moment obrotowy - 1000 Nm w zakresie 1750-3250 obr/min.

Po pierwsze, sprawność silnika wysokoprężnego jest znacznie wyższa niż jego odpowiednika benzynowego. Mówiąc najprościej, ten silnik zużywa znacznie mniej paliwa. Projektantom udało się osiągnąć podobny wynik, tworząc niepowtarzalny projekt.

Ważny! Zasada działania silnika wysokoprężnego bardzo różni się od działania silnika benzynowego.

Oczywiście, nowoczesne silniki benzynowe posiadają wiele różnorodnych innowacji technologicznych. Wystarczy przypomnieć bezpośredni wtrysk. Mimo to sprawność silnika benzynowego wynosi około 30 proc. W przypadku silnika wysokoprężnego ten sam parametr osiąga 40. Jeśli przypomnimy sobie turbodoładowanie, liczba ta może osiągnąć 50%.

Nic dziwnego, że silniki wysokoprężne stopniowo podbijają Europę. Drogie benzyny zachęcają kupujących do zakupu bardziej oszczędnych samochodów. Producenci śledzą zmiany preferencji konsumentów w czasie rzeczywistym, wprowadzając odpowiednie korekty w procesie produkcyjnym.

Niestety konstrukcja silnika wysokoprężnego nie jest pozbawiona wad. Jedną z najważniejszych jest duża waga. Oczywiście inżynierowie przeszli długą drogę w stopniowym zmniejszaniu masy silnika, ale wszystko jest ograniczone.

Faktem jest, że w konstrukcji silnika wysokoprężnego wszystkie części muszą być do siebie dopasowane tak dokładnie, jak to możliwe. Jeśli w odpowiednikach benzynowych dozwolona jest możliwość niewielkiego luzu, to tutaj wszystko jest inne. W rezultacie już na samym początku wprowadzania technologii jednostki wysokoprężne były instalowane tylko na dużych maszynach. Wystarczy przypomnieć te same ciężarówki z początku ubiegłego wieku.

Historia stworzenia

Trudno to sobie wyobrazić, ale pierwszy sprawny silnik wysokoprężny został zaprojektowany przez inżyniera Rudolfa Diesela w XIX wieku. Następnie jako paliwo zastosowano zwykłą naftę.

Wraz z rozwojem technologii naukowcy zaczęli eksperymentować. W rezultacie jakiego rodzaju paliwa użyto, aby osiągnąć najlepsze wyniki. Na przykład przez pewien czas silniki były zasilane olejem rzepakowym, a nawet ropą naftową. Oczywiście takie podejście nie mogło przynieść naprawdę poważnych osiągnięć.

Wieloletnie badania doprowadziły naukowców do pomysłu wykorzystania oleju opałowego i oleju napędowego. Ich niski koszt i dobra palność umożliwiły poważne konkurowanie z odpowiednikami benzynowymi.

Uwaga! Olej opałowy i olej napędowy wytwarzane są bez skomplikowanych procesów technologicznych. To gwarantuje ich niskie ceny. W rzeczywistości są produktem ubocznym rafinacji ropy naftowej.

Początkowo układy wtrysku paliwa w urządzeniu silników wysokoprężnych były wyjątkowo niedoskonałe. Nie pozwalało to na stosowanie jednostek w maszynach, które pracowały z dużymi prędkościami.

Pierwsze egzemplarze samochodów wyposażonych w silniki diesla pojawiły się w latach 20. XX wieku. Był to transport towarowy i publiczny. Wcześniej silniki tej klasy były używane tylko na stacjonarnych maszynach lub statkach.

Dopiero 15 lat później pojawiły się pierwsze maszyny napędzane silnikiem Diesla. Mimo to przez bardzo długi czas silnik wysokoprężny, który był mocny i odporny na detonację, nie był szeroko rozpowszechniony w motoryzacji. Faktem jest, że chociaż istniały znaczne zalety, jednostka miała wiele wad, takich jak zwiększony hałas podczas pracy i duża waga.

Dopiero w latach 70., kiedy ceny ropy zaczęły rosnąć, wszystko zmieniło się dramatycznie. Zarówno producenci samochodów, jak i konsumenci zwrócili uwagę na samochody w swoich urządzeniach napędzanych silnikiem wysokoprężnym. To wtedy po raz pierwszy pojawiły się kompaktowe diesle.

Silnik wysokoprężny

Urządzenie z silnikiem Diesla

Konstrukcja silnika wysokoprężnego składa się z czterech głównych elementów:

• cylindry,
• tłoki,
• wtrysk paliwa,
• zawór wlotowy i wylotowy.

Każdy element konstrukcyjny wykonuje swoje własne zadanie i ma własne cechy konstrukcyjne. W trakcie rozwoju technologia ta została uzupełniona o wiele szczegółów, które umożliwiły osiągnięcie znacznie wyższej wydajności, oto najważniejsze:

• palnik paliwowy,
• chłodnica międzystopniowa.

Każda z tych części znacznie poprawiła sprawność silnika wysokoprężnego.

Zasada działania

Silnik wysokoprężny działa na zasadzie kompresji. Dzięki temu procesowi ciecz pod ciśnieniem dostaje się do komory spalania. Elementami przepływowymi są dysze wtryskiwaczy.

Ważny! Paliwo dostaje się do środka tylko wtedy, gdy powietrze ma odpowiednią siłę sprężania i wysoką temperaturę.

Powietrze musi być wystarczająco gorące, aby paliwo mogło się zapalić... Przed dostaniem się do środka płyn przechodzi przez szereg filtrów, które wychwytują obce cząstki, które mogą uszkodzić system.

Aby zrozumieć zasadę działania silnika wysokoprężnego, należy wziąć pod uwagę cały proces dostarczania i rozpalania paliwa od początku do końca. Początkowo powietrze jest dostarczane przez zawór wlotowy. W takim przypadku tłok porusza się w dół.

Niektóre układy dolotowe są dodatkowo wyposażone w klapy. Dzięki nim w konstrukcji powstają dwa kanały, przez które wchodzi powietrze. W wyniku tego procesu następuje zawirowanie mas powietrza.

Uwaga! Klapy wlotowe można otworzyć tylko przy wysokich obrotach silnika.

Gdy tłok osiągnie szczyt, powietrze jest sprężane 20 razy. Ciśnienie końcowe wynosi około 40 kilogramów na centymetr kwadratowy. W tym przypadku temperatura sięga 500 stopni.

Wtryskiwacz wtryskuje do komory paliwo w ściśle określonej ilości. Zapłon następuje wyłącznie z powodu wysokiej temperatury. To właśnie ten fakt wyjaśnia fakt, że w urządzeniu silnika wysokoprężnego nie ma świec. Co więcej, nie ma układu zapłonowego jako takiego.

Brak przepustnicy pozwala na uzyskanie wysokiego momentu obrotowego. Ale liczba obrotów jest na niezmiennie niskim poziomie. W jednym cyklu można wykonać kilka wstrzyknięć płynu.

W dół tłok wypycha ciśnienie rozprężających się gazów. W wyniku tego procesu obraca się wał korbowy. Ogniwem łączącym w tym mikroprocesie jest korbowód.

Po osiągnięciu dolnego punktu tłok podnosi się ponownie, wypychając w ten sposób już spaliny. Wychodzą przez zawór wylotowy. Ten cykl pracy powtarza się w kółko w silniku wysokoprężnym.

Aby zmniejszyć procent sadzy w gazach wychodzących przez układ wydechowy, istnieje specjalny filtr. Może znacznie zmniejszyć szkody w środowisku.

Dodatkowe węzły

Jak działa turbina

Turbina w silniku wysokoprężnym może znacznie zwiększyć ogólną wydajność systemu. Inżynierowie motoryzacyjni nie podjęli jednak tej decyzji od razu.

Impulsem do powstania turbiny i jej wprowadzenia do ogólnej konstrukcji silnika wysokoprężnego było to, że paliwo nie ma czasu na całkowite wypalenie, podczas gdy tłok przesuwa się do martwego punktu.

Zasada działania turbiny w silniku wysokoprężnym polega na tym, że ten element konstrukcyjny umożliwia całkowite spalenie paliwa. W rezultacie moc silnika znacznie wzrasta.

Urządzenie turbosprężarki składa się z następujących elementów:

• Dwie obudowy - jedna przymocowana jest do turbiny, druga do kompresora.
• Łożyska wspierają montaż.
• Funkcję ochronną pełni stalowa siatka.

Cały cykl turbiny silnika wysokoprężnego składa się z następujących etapów:

1. Zasysanie powietrza odbywa się za pomocą kompresora.
2. Wirnik jest połączony, który jest wprawiany w ruch dzięki wirnikowi turbiny.
3. Intercooler chłodzi powietrze.
4. Powietrze przechodzi przez kilka filtrów i wchodzi przez kolektor dolotowy. Pod koniec tej akcji zawór zamyka się. Otwarcie następuje pod koniec suwu roboczego.
5. Gazy spalinowe przechodzą przez turbinę silnika wysokoprężnego, wywierając w ten sposób ciśnienie na wirnik.
6. Na tym etapie prędkość obrotowa turbiny silnika wysokoprężnego może osiągnąć około 1500 obrotów na sekundę. Powoduje to obracanie się wirnika sprężarki przez wał.

Ten cykl powtarza się w kółko. Dzięki zastosowaniu turbiny zwiększa się moc silnika wysokoprężnego.

Ważny! Chłodzenie zwiększa gęstość powietrza.

Zwiększenie gęstości powietrza pozwala na dostarczenie znacznie większej ilości powietrza do wnętrza silnika. Zwiększenie przepływu zapewnia całkowite wypalenie paliwa w układzie.

Intercooler i dysza

Podczas sprężania wzrasta nie tylko gęstość powietrza, ale także jego temperatura. Niestety ma to duży wpływ na żywotność silnika wysokoprężnego. Dlatego naukowcy wymyślili urządzenie takie jak intercooler. Skutecznie obniża temperaturę przepływu powietrza.

Ważny! Intercooler działa poprzez chłodzenie powietrza poprzez wymianę ciepła.

Urządzenie może mieć jedną lub dwie dysze. Ich zadaniem jest rozpylanie i dozowanie paliwa. Zasada działania wtryskiwacza diesla realizowana jest za pomocą krzywki odsuwającej się od wałka rozrządu.

Uwaga! Wtryskiwacze Diesel są pulsacyjne.

Wyniki

Dzięki zastosowaniu nowych technologii i dodatkowych komponentów, silnik wysokoprężny osiąga niesamowitą wydajność spalania paliwa. Liczba ta sięga 40-50 procent. To prawie dwa razy więcej niż w odpowiedniku benzynowym.

Obecnie wielu entuzjastów samochodów preferuje silniki wysokoprężne. Agencja konsultingowa J.D. PowerAsiaPacific przeprowadziła badania. Zgodnie z jej wynikami, jedna czwarta wszystkich nowych samochodów jest produkowana z silnikami wysokoprężnymi. I to nie wszystko, istnieje tendencja do wzrostu tej liczby.

W latach 2000. tylko jeden na 10 samochodów jeździł z silnikiem Diesla. A w przyszłości, według opinii ekspertów, liczba ta będzie rosła rocznie o 1-2%. Powodów tego jest wiele: stale rosnąca cena paliwa i coraz ostrzejsza kontrola norm środowiskowych. Dodatkowym plusem jest możliwość tankowania biodieslem, co jest coraz pilniejsze ze względu na zmniejszanie się zapasów ropy naftowej.

Plusy i minusy silnika wysokoprężnego

Podkreślmy, dlaczego silnik wysokoprężny jest lepszy niż jego towarzysze z benzyną:

• Rentowność. Zapotrzebowanie na paliwo jest o 30-40% mniejsze.
• Dożywotni. Jest wytrzymały, średnio posłuży dwa razy więcej niż odpowiednik benzyny.
• Ceny paliwa. Olej napędowy w całym kraju jest znacznie tańszy niż benzyna.
• Prostota. Nie posiada układu zapłonowego, co eliminuje wiele problemów. Niezawodność jest wyższa.
• Przyjazność dla środowiska. Emisje dwutlenku węgla są bardzo niskie.

Kohl wymienił zalety, to trzeba powiedzieć o wadach.

• Niezawodność. Paliwo złej jakości szybko zniszczy wtryskiwacze.
• Utrzymanie. Będzie Cię kosztować około 20% więcej.
• Komfort. Dźwięk silnika podczas rozruchu jest bardzo nieprzyjemny i zajmie więcej czasu na rozgrzanie.
• Wygoda. Jeśli korzystasz z manualnej skrzyni biegów, będziesz musiał częściej zmieniać biegi.

Większość Rosjan, słysząc słowo diesel, pamięta zapach oleju napędowego w autobusie, a także dżinsy i zegarki marki o tej samej nazwie. W Europie słowo to kojarzy się z nazwiskiem niemieckiego wynalazcy. A to symbol niezawodnego, niedrogiego samochodu.

W naszym kraju nie jest tak popularna, prawdopodobnie ze względu na klimat. A w ostatnich latach prawie nic nie słyszano o silnikach ponad milionowej populacji, z której tak słynęły lata 90. Najprawdopodobniej wynika to z faktu, że dla dużych korporacji produkcja niezawodnych, długowiecznych silników stała się po prostu nieopłacalna.

Ocena najlepszych silników Diesla

Po przestudiowaniu ocen największych salonów samochodowych na świecie można dojść do wniosku, że najlepsze silniki wysokoprężne do samochodów osobowych nie są już zredukowanymi kopiami jednostek ciężarowych, ale pełnoprawnym produktem. To tylko wytrzymały silnik 1.9 TDI od znanego koncernu Volkswagen.

W chwili obecnej, zdaniem ekspertów, jest uważany za najbardziej zrównoważony zarówno pod względem mocy, jak i dynamiki.

Wychodzi w różnych modyfikacjach, nie koliduje z lokalnym paliwem, a w dobrych rękach przejeżdża około 500 tysięcy kilometrów. Oczywiście wiele zależy od prawidłowej konserwacji i warunków eksploatacji, ale i tak ten model zasługuje na uwagę.

Nie zignorujemy nowiutkich samochodów z serii Passat. Są teraz wyposażone w silniki z wyposażeniem BlueMotion. Inżynierowie wykonali świetną robotę, udało im się zmniejszyć zużycie paliwa, a moc się nie zmieniła i waha się od 90 do 120 (KM).

Teraz wydaje tylko 3,3 litra. na 100 km. Osiągnęli to poprzez unowocześnienie turbiny i podniesienie ciśnienia w komorach spalania. Zaczęły też znacznie mniej zanieczyszczać środowisko, co jest ważne w dzisiejszych warunkach.

Nie możemy również ignorować silników Mercedesa i Nissana - są to najbardziej niezawodne silniki, nieco niżej w naszej ocenie umieścimy silniki Subaru. Ale nie tylko Japończycy i Niemcy mają dobre silniki wysokoprężne, na przykład Amerykanie mają dobry silnik firmy Ford. Postawmy Opla w następnym kroku. Zatrzymamy się na tym, ponieważ jest zbyt wiele skarg na silniki Renault, a silniki VAZ zasługują na osobną dyskusję na ich temat.

Co może spowodować awarię silnika?

Jak wszystko w naszym świecie, niezawodność silnika wysokoprężnego jest pojęciem względnym. Warto zauważyć, że silniki turbodiesel nie są tak niezawodne, jak atmosferyczne, ponieważ turbina często się psuje. Na pracę oprócz montażu wpływa wiele czynników. Ten sam silnik spalinowy będzie zachowywał się inaczej w różnych warunkach.

Jak wspomniano powyżej, silniki wysokoprężne są silnie uzależnione od jakości paliwa. Olej napędowy o wątpliwej jakości może już po pierwszym zatankowaniu zauważalnie zużyć silnik. Najważniejsze jest to, że przestarzałe radzieckie silniki z łatwością poradzą sobie z takim paliwem, a awarie nowych samochodów są gwarantowane. Zwłaszcza jeśli w paliwie jakoś jest trochę wody.

Wynika to z powstawania kwasu siarkowego, który negatywnie wpływa na wszystkie części samochodu. Powstaje w wyniku reakcji siarki z wodą, której katalizatorem jest wysoka temperatura w silnikach spalinowych.

Chociaż nawet bez braku wody, nadmierna zawartość siarki znacznie skróci żywotność oleju. Z powodu wnikania do niego gazów ze skrzyni korbowej. A także siarka szybko zniszczy twój filtr cząstek stałych. Należy pamiętać, że jeśli masz wątpliwości co do paliwa, to dla pewności w działaniu samochodu olej będzie musiał być wymieniany dwa razy częściej.

Zgodnie z prostymi zasadami, nawet nie najbardziej udany silnik będzie Ci wiernie służył przez długi czas. Musisz używać tylko wysokiej jakości oleju silnikowego, jeśli to możliwe, tej samej marki, dokonać wymiany na czas i oczywiście nie przegrzewać jednostki - nie pozwól, aby silnik pracował przy zwiększonych obciążeniach.

„Wieczne” silniki

Wróćmy do legendarnych, ponad milionowych silników, o których była już mowa powyżej. Istnieje opinia, że ​​kiedyś istniały silniki, które mogły przejechać do 1 miliona kilometrów, i to na tych drogach, bez większych napraw. Jednym z nich był Mercedes-Benz M102. Przyszedł zastąpić M115. M102 stał się lżejszy, ale jednocześnie mocniejszy.

Osiągnął to kosztem cieńszych ścianek, co pozwoliło obniżyć wał korbowy niżej. Cylindryczne głowice zostały wykonane w kształcie krzyża, na których zawieszone są zawory w kształcie litery V, napęd działa poprzez centralny wahacz wałka rozrządu.

Sam silnik zaczął być produkowany w latach 80. ubiegłego wieku w dwóch zespołach. Obie konfiguracje zostały zainstalowane w rodzinie samochodów W123.

Po 4 latach pojawiła się nowa rodzina - W124 i ulepszono silnik. Wymienione zostały gumowe mocowania. Został wyposażony w czujnik ciśnienia oleju, pasek wieloklinowy, wał korbowy i lekkie korbowody, a także wymieniono filtr oleju.

Wersja gaźnikowa była ostatnią w historii marki.

Warto również wspomnieć o 2,5-litrowym silniku wysokoprężnym Toyoty. Ten silnik był uważany za bardzo dobry i mógł zużyć swój milion. Ale oczywiście z kapitalnym remontem, bo cylindry zużywają się znacznie szybciej. Żywotność cylindrów wynosi około 300-400 tys. Km.

Pamiętajmy o silnikach VAZ. Chociaż jakość wykonania tych samochodów jest słaba, ale bardzo dobre silniki są na progu, chciałbym zwrócić uwagę na 8-zaworowe silniki spalinowe. W przypadku VAZ-2112 dość powszechne jest przejechanie 200-300 tysięcy kilometrów, po czym trzeba będzie wykonać poważne naprawy.

A VAZ-21083, przy odpowiednim podejściu i terminowej wymianie oleju, może trwać jeszcze dłużej - do 400 tys. Km. Ale 16-zaworowy silnik psuje się bardzo szybko. Podsumowując, cały produkt VAZ to loteria. Małżeństwo jest bardzo powszechne.

Trudno jednoznacznie powiedzieć coś o silnikach Renault - w linii jednostek napędowych są dobre modele i są szczerze mówiąc słabe. Za najbardziej niezawodny silnik wysokoprężny uważa się 8-zaworowy silnik K7J o pojemności 1,4 litra i K7M o pojemności 1,6 litra. Są one wykonywane prosto i dobrze, dlatego bardzo rzadko się psują.

Posiadają napęd paska rozrządu (mechanizm dystrybucji gazu), zawór regulowany jest śrubami. K7M - stosowany w samochodach RenaultSymbol / Sandero / Logan / Clio. Wspomniany VAZ używa w swoim samochodzie Łady Largus. Wszystko wskazuje na to, że K7J wygląda dobrze, poza mocą - to za mało jak na średniej wielkości samochód osobowy.

Średnio najbardziej ekonomiczny silnik może przejechać do 400 tys. km bez większych napraw.

Jeśli chodzi o firmę Renault, jej silniki nie charakteryzują się wysoką niezawodnością - są to silniki wysokoprężne 1,5 litra, 1,9 litra i 2,2 litra. Często pojawiają się z nimi problemy. Pod obciążeniem wał korbowy zaczyna pukać, a kiedy to samo zaczyna się dziać z łożyskami korbowodu, jest to zdecydowanie gruntowny remont. Ten silnik wysokoprężny nie będzie w stanie dużo pracować z Renault, a remont będzie musiał zostać wykonany po 130-150 tysiącach kilometrów.

Największe i najmniejsze silniki

Zastanawiasz się tylko, który silnik wysokoprężny jest najlepszy? Wartsila-Sulzer RTA96 to dotychczas najmocniejszy silnik wysokoprężny. Jego wielkość jest porównywalna z trzypiętrowym domem.

Ten dwusuwowy silnik waży 2300 ton. Ma dwie modyfikacje - 6 i 14-cylindrowe oraz 108 920 koni mechanicznych. Ten silnik jest przeznaczony dla dużych statków handlowych. Najnowsza wersja silnika będzie spalać 6280 litrów paliwa na godzinę.

A najmniejszy silnik wysokoprężny zmieści się na jednym palcu. W niedalekiej przyszłości mikroskopijne silniki są w drodze w Europie i Stanach Zjednoczonych, które będą napędzane paliwem węglowodorowym i zasilane przez maleńki generator.

Wyjście

Z powyższego widać, że problemów jest wystarczająco dużo. Całkiem możliwe jest zrozumienie kierowcy, który nie chce podejmować ryzyka w celu oszczędzania. Ale przy prawidłowej eksploatacji silnik będzie działał bardzo długo.

Znane są przypadki, gdy takie silniki obsługiwały 1-1,2 miliona km każdy, nawet na paliwie niskiej jakości.

Oznacza to, że jeśli potrzebujesz samochodu zaprojektowanego na długie życie, powinieneś dokładnie przemyśleć opcję z silnikiem Diesla. Nie zapomnij też o wydajności. Każde 100 kilometrów da Ci około 30% oszczędności na paliwie, co uzasadnia wyższe koszty aut osobowych.

Definicja.

Silnik wysokoprężny- tłokowy silnik spalinowy zasilany olejem napędowym. Paliwo zapala się od silnego sprężenia powietrza w cylindrze.

Historia.

W 1890 r. Rudolph Diesel zasugerował, że zwiększenie ciśnienia w cylindrach znacznie zwiększy wydajność silnika (teoria „ekonomicznego silnika cieplnego”). Udało mu się zrealizować swoje pomysły po otrzymaniu patentu na swój wynalazek 23 lutego 1893 roku. Pierwszy działający model silnika został zmontowany dopiero na początku 1897 roku, a 28 stycznia pomyślnie przeszedł wszystkie testy i próby.

Patent, który Rudolf Diesel otrzymał 23 lutego 1893 roku na swój wynalazek.

Rudolf Diesel zamierzał wykorzystać jako paliwo pył węglowy, ale eksperymenty wykazały, że całkowicie nie nadaje się do tej roli ze względu na jego wysokie właściwości ścierne. Popiół ze spalania pyłu zużywa silnik i wyprowadza go z eksploatacji. Ponadto doprowadzenie pyłu do cylindrów silnika okazało się niewykonalne. Jednak pomimo tych niepowodzeń stało się możliwe wykorzystanie ciężkich frakcji ropy naftowej jako paliwa. Chociaż Rudolf Diesel jako pierwszy opatentował zastosowanie sprężania powietrza jako układu zapłonowego, przed nim byli ludzie, którzy wyrażali podobne pomysły. Takim był Ackroyd Steward, ale z jakiegoś nieznanego powodu nie mógł uzyskać patentu.

Pomysł Ackroyda Stewarda polegał na użyciu sprężonego powietrza do zapalenia paliwa wtryskiwanego do pojemnika. Aby uruchomić silnik, konieczne było podgrzanie pojemnika lampą, ale po uruchomieniu silnik utrzymywany był bez dalszego dostarczania ciepła. Główną wadą teorii Stewarta jest to, że nawet nie wziął pod uwagę korzyści płynących z wysokiego stopnia kompresji. Postawił sobie za zadanie wyeliminowanie świec zapłonowych z silnika. Dlatego w dzisiejszych czasach wszyscy są dobrze znani” silniki Diesla"," olej napędowy "," silnik Diesla "i po prostu" diesel ", ale prawie nikt nie wie o Ackroyd Steward.

Pierwszy silniki Diesla były duże i ciężkie, dlatego przez prawie 30 lat były używane wyłącznie w stacjonarnych mechanizmach i elektrowniach statków morskich. Droga do motoryzacji również była dla nich zamknięta ze względu na to, że ówczesne układy wtrysku paliwa nie były przystosowane do pracy w silnikach szybkoobrotowych.

Na zdjęciu jeden z pierwszych silników Diesla. Była to masywna nieruchoma konstrukcja z jednym cylindrem.

W latach dwudziestych niemiecki inżynier Robert Bosch ulepszył wbudowaną wysokociśnieniową pompę paliwową, która jest nadal powszechnie stosowana. Zastosowanie układu hydraulicznego jako doładowania i wtryskiwacza paliwa wyeliminowało potrzebę stosowania oddzielnej sprężarki powietrza i zwiększenia momentu obrotowego silnika. Ale już wtedy tanie i lekkie elektryczne silniki zapłonowe zdominowały rynek samochodów osobowych, podczas gdy silniki Diesla instalowany tylko w transporcie publicznym i ciężarówkach.

„Diesel” dla mas!

Punkt zwrotny w historii silniki Diesla były wydarzenia lat 70-tych. Po gwałtownym wzroście cen benzyny światowi producenci małych samochodów zainteresowali się zastosowaniem silników wysokoprężnych.

O stosowności użycia silniki Diesla ekolodzy również zaczęli mówić. Spaliny z silników Diesla są mniej toksyczne i nie zanieczyszczają atmosfery.

Transport kolejowy i statki morskie.

Oprócz samochodów osobowych i ciężarowych lokomotywy wyposażone są również w silnik wysokoprężny. Pociągi spalinowe są niezastąpione na niezelektryfikowanych odcinkach kolejowych ze względu na swoją autonomię. Dwusuwowe silniki wysokoprężne o mocy do 100 000 KM stosowany na dużych statkach morskich.

Zasada działania silnika wysokoprężnego.

Cykl czterosuwowy.

W pierwszym suwie silnika powietrze jest zasysane przez otwarty zawór wlotowy cylindra. Tłok opada.

Przy drugim skoku powietrze nagrzewa się z silnym (około 17-krotnym) sprężeniem w cylindrze. Tłok unosi się.

Podczas trzeciego suwu tłok jest opuszczany, paliwo jest wtryskiwane do komory spalania przez dyszę wtryskiwacza. Paliwo miesza się równomiernie z powietrzem i tworzy samozapalną mieszankę. Energia generowana przez spalanie paliwa napędza tłok.

Czwarty takt jest ostatnim. Tłok unosi się i spaliny wydostają się przez zawór wydechowy.

Silniki Diesla różnią się konstrukcją komory spalania:

Niedzielona komora spalania: komora spalania znajduje się w tłoku, a paliwo wtryskiwane jest w przestrzeń nadtłokową. Główną zaletą konstrukcji jest mniejsze zużycie paliwa, ale musi wytrzymać dudnienie i hałas. Obecnie projektanci przywiązują dużą wagę do rozwiązania tego problemu.

Dzielona komora spalania: paliwo dostaje się do oddzielnej komory (zwanej komorą wirową). Przeważnie w konstrukcji silników wysokoprężnych istnieje połączenie pomiędzy komorą wirową a cylindrem za pomocą specjalnego kanału. Powietrze wchodzące do tej komory wiruje, co przyczynia się do intensywniejszego mieszania paliwa z tlenem. Wcześniej taki system był popularny w branży motoryzacyjnej, jednak ze względu na swoją nieefektywność jest stopniowo zastępowany konstrukcją z niepodzielną komorą spalania.

Cykl dwusuwowy.

Oprócz cyklu czterotaktowego istnieje również cykl dwutaktowy.

Na początku pierwszego suwu cylinder wypełniony powietrzem znajduje się na dole (martwy środek). Gdy tłok porusza się w górę, powietrze jest sprężane. Gdy tłok zbliża się do górnego martwego punktu, paliwo jest wtryskiwane i samoczynnie się zapala. Z powodu rozszerzania się produktów spalania tłok wykonuje pracę i opada. W dolnym martwym punkcie cylinder jest wydmuchiwany z produktów spalania i dostaje się do niego czyste powietrze. To kończy cykl.

Proces wentylacji odbywa się za pomocą specjalnych okienek wydmuchowych, które w zależności od położenia tłoka zamykają się lub otwierają. Ten rodzaj dmuchania nazywa się dmuchaniem szczelin. Alternatywą dla niego jest zawór szczelinowy. Zawory w nim służą tylko do usuwania spalin, a okna do wlotu czystego powietrza.

Ponieważ w cyklu dwusuwowym częstotliwość skoku roboczego jest dwukrotnie częstsza, można zasugerować, że moc będzie dwa razy większa. Jednak w praktyce tak nie jest. Maksymalny wzrost mocy w stosunku do czterosuwu 1,6-1,7 razy.

O prawidłowej pracy silnika wysokoprężnego, a także o jego naprawie, możesz.

Silniki Diesla do samochodów są różne i nie chodzi tylko o objętość i liczbę cylindrów, dlatego spróbujmy krótko przejrzeć współczesny rynek i dowiedzieć się, które z silników są najbardziej niezawodne.

Komu oceny dały przywództwo?

Rosjanie zawsze kojarzą słowo „diesel” z tym samym: zapachem oleju napędowego z autobusu pasażerskiego, czarnymi oparami z przejeżdżającej ciężarówki, zabytkowymi dżinsami i zegarkiem marki o tej samej nazwie. Niemniej jednak dla większości Europejczyków słowo pochodzące od nazwiska niemieckiego wynalazcy jest synonimem niezawodnego, niedrogiego i potężnego „serca” samochodu. W naszym kraju jego popularność nie jest tak duża, najwyraźniej ze względu na warunki pogodowe i wiedzę, że olej napędowy gęstnieje na mrozie.

Oceny niezawodności, zwłaszcza w przypadku samochodów, to niewdzięczna praca. Ile opinii, tyle list, w których kompilator po prostu wyraża swój pogląd na dany temat. Dlatego chcemy zwrócić Państwa uwagę na fakt, że poniższa ocena nie udaje bezspornej prawdy, a jedynie próbę usystematyzowania danych, wiedzy i (częściowo) osobistego punktu widzenia kompilatora.

W poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, który silnik wysokoprężny zajmuje wiodącą pozycję w całym zestawie samochodów osobowych, można zauważyć, że niektóre oceny nazywają najlepsze produkty koncernów Mercedes i BMW. Jednak sytuacja w dzisiejszym świecie przemysłu motoryzacyjnego jest nieco inna, spróbujmy to rozgryźć.

Jak pokazują oceny największych światowych salonów samochodowych, czasy, w których silniki wysokoprężne samochodów osobowych były małymi egzemplarzami jednostek instalowanych w ciężkich samochodach ciężarowych, należą już do przeszłości. Szczególny sukces w produkcji takich silników odniósł znany koncern Volkswagena, który opracował silnik 1,9 TDI. Dziś zajmuje pierwsze miejsce i jest uważany za najbardziej zrównoważony pod względem dynamiki i mocy.

Dzięki najnowszym rozwiązaniom inżynieryjnym, w szczególności zaktualizowanej turbinie i wzrostowi ciśnienia w komorach spalania, udało się nie tylko osiągnąć unikalne właściwości środowiskowe, ale także je zmniejszyć. Co więcej, moc pozostała na tym samym poziomie (90–120 KM). Najnowsze samochody z serii Passat są teraz wyposażone w silnik o najwyższych osiągach (sprzęt BlueMotion). Zużycie paliwa wynosi 3,3 litra na 100 km.

Zwycięzcy diesli na rynku samochodowym

Drugie miejsce zajmuje modyfikacja silnika z trzema turbinami, należąca do niemieckiej firmy BMW. Po raz pierwszy ta jednostka została zaprezentowana trochę temu. Ma 6 cylindrów i przy pojemności 3,0 litrów jest w stanie rozwinąć pojemność 381 litrów. z. Silniki te wyposażone są w najnowsze samochody serii 5 i 7, a także ciężkie crossovery z indeksami X5 i X6. W modyfikację są wyposażone kabriolety o numerze seryjnym 6. To prawda, że ​​mają dwie turbiny, dzięki czemu moc jest zmniejszona do 313 KM. z.

Nie tak dawno potencjalnym nabywcom zaprezentowano samochody, których silniki mają cztery turbiny, a przy momencie obrotowym 800 Nm moc będzie w przedziale 390-406 KM. z.

Samochód z silnikiem czteroturbinowym

Trzecie miejsce w naszym rankingu zajęła amerykańska firma przemysłowych silników wysokoprężnych Cummins, która na zlecenie znanej firmy Dodge wyprodukowała silnik o dużej mocy. Należy uczciwie zauważyć, że zagraniczni producenci nie zwracali zbytniej uwagi na silniki wysokoprężne, woląc rozwijać silniki benzynowe. Jednak rosnący w ostatnim czasie popyt na samochody z jednostkami zużywającymi olej napędowy zmusił ich do zwrócenia uwagi na produkcję silników wysokoprężnych.

Model okazał się dość mocny (240-275 KM), ale próbując zająć rynkową niszę „diesla”, Amerykanie oszukali i przerzucili za swój rozwój włoski koncern Fiat. Model takiego silnika został wyposażony w Maserati Ghibli, ale z powodu kryzysu produkcję przekazano państwowym przemysłowcom.

Silnik ten został uznany nie tylko za najbardziej przyjazny dla środowiska, ale także najbardziej innowacyjny: w jego produkcji wykorzystano metale stosowane w przemyśle kosmicznym oraz filtry do plazmowego czyszczenia paliwa. Fakt, że silnik zajął dopiero trzecie miejsce, jest „zasługą” wąskiego skupienia. Jest instalowany tylko w samochodach sportowych i pickupach Dodge Ram. Pod względem wydajności może dać konkurentom szanse: spalanie wynosi tylko 8,5 litra na 100 kilometrów.

Kto nie jest daleko w tyle za pierwszą trójką?

Koreańczykom, którzy wdarli się na światowy rynek motoryzacyjny 20 lat temu, udało się nie tylko zająć na nim godne miejsce, ale także „przesunąć się” w rankingu japońskich gigantów. Przebywając długą drogę „od czajników elektrycznych do ciężarówek górniczych”, nie chcą też przegapić ich zalet, co obiecuje zwiększony popyt na samochody wyposażone w silniki wysokoprężne.

Jak zawsze azjatyccy producenci postąpili bardzo sprytnie: nie chcąc przerabiać produkcji i konkurować z Europejczykami i Amerykanami w mocy jednostek, udało im się stworzyć silnik o pojemności 1,7 litra, który może wyprodukować 110-136 litrów. z. Nie spiesz się z pogardą marszczyć nos! Przy tak dość skromnych (w porównaniu z produktami innych producentów) danych, silnik wysokoprężny Hyundai ma tak niesamowity moment obrotowy, że dynamika nie ustępuje jednostkom benzynowym o mocy 150-170 KM. z.

Trzeba powiedzieć, że pojazd Hyundaia i40 dostarczany na rynek europejski jest wyposażony w taką jednostkę. W Korei silniki wysokoprężne również nie znalazły szerokiego zastosowania (albo fala „mody” jeszcze tam nie dotarła), dlatego nadal są instalowane tylko w pojazdach eksportowych. Ostatnio ta sama jednostka pojawiła się w crossoverze z indeksem ix35, a teraz jest wyposażona w tak popularne samochody jak Grandeur i Sonata. Zużycie paliwa jest jednak wyższe niż u konkurentów, ale Koreańczycy nie starają się nikogo zaskoczyć. Ich zadaniem jest dostarczanie niezawodnych „koników roboczych” zdolnych do średniego zużycia paliwa, w tym przypadku 5,5 litra na 100 km.

Po „wyciśnięciu” wystarczającej ilości mocy z samochodów i zdobyciu swojej komórki na rynku, japoński koncern Toyota nie ma teraz sensu komuś udowadniać. Koncepcją, na którą producenci włożyli cały swój wysiłek, jest ekologia i ekonomia przy zachowaniu wystarczającej mocy. I im się udało. Tworząc silnik do swojego kompaktowego auta o nazwie Urban Cruiser, pomyśleli, że mieszkańcom aglomeracji nie tylko wygodnie jest poruszać się po mieście, ale także w głowie nie włączają „kalkulatora”, który oblicza koszty paliwa.

Jedną z najmniejszych obecnie jednostek wysokoprężnych jest silnik o pojemności 1,4 litra i pojemności zaledwie 90 litrów. z. To piąte miejsce w naszym rankingu. Takie parametry nie przeszkadzają jednak w tworzeniu momentu obrotowego, co ułatwia „ciągnięcie” pojazdu z napędem na cztery koła. Zużycie oleju napędowego, w zależności od trybu jazdy, waha się od 4 do 6 litrów na 100 km.

Więc który z nich jest najbardziej niezawodny?

To pytanie jest trochę naiwne, gdyż ten parametr zależy od wielu czynników, w tym od stylu jazdy. Ale jeśli wybierzesz najlepszą z powyższej listy, priorytet niezawodności otrzymają amerykańskie Cummins z silnikiem Dodge.

I nie chodzi o moc czy zużycie paliwa na 100 km. Najprawdopodobniej rolę odgrywają materiały użyte do produkcji. Blok cylindrów wykonany jest z żeliwa wysokowęglowego, które jest w stanie wytrzymać nie tylko wysokie ciśnienie, ale także znaczne warunki temperaturowe. A jego tłoki są wykonane ze specjalnego stopu aluminium, który jest używany w częściach statków kosmicznych. Oznacza to, że są w stanie wytrzymać zarówno długotrwałą pracę w ekstremalnych warunkach, jak i gwałtowny wzrost obciążenia przy zmianie trybu prędkości.

Ponadto silnik jest wyposażony w układ wtrysku paliwa Common Rail, który pomimo dość kapryśnego podejścia do jakości oleju napędowego, nie tylko znacznie oszczędza jego zużycie, ale także odgrywa decydującą rolę w redukcji hałasu silnika. To właśnie te silniki są wyposażone zarówno w samochody sportowe, jak i pojazdy terenowe. Czyli dokładnie te egzemplarze przemysłu motoryzacyjnego, których praca odbywa się w ekstremalnych warunkach, wymagających od silnika nie tylko niezrównanej mocy, ale także nienagannej niezawodności.

Jeśli mówimy o ocenie samochodów odpowiednich na rosyjskie drogi, najlepiej zwrócić uwagę na próbki produkcji japońskiej. Niekoniecznie będzie to Toyota (do której, nawiasem mówiąc, żaden rosyjski entuzjasta samochodów nie ma zastrzeżeń).

Na naszych rozległych przestrzeniach Mazda, Honda, Nissan lub nowo odrodzony Datsun wystarczą. Subaru pokazał się całkiem nieźle w działaniu.

Faktem jest, że europejskie samochody wyposażone w silnik wysokoprężny są bardzo wrażliwe na nasz olej napędowy, którego jakość czyszczenia pozostawia wiele do życzenia. Jak pokazują liczne recenzje właścicieli samochodów, japońskie samochody są mniej podatne na awarie podczas używania oleju napędowego, dzięki licznym urządzeniom czyszczącym, urządzeniom elektronicznym i wbudowanym podgrzewaczom, które zapobiegają zamarzaniu oleju napędowego w niskich temperaturach.