PDA

View Full Version : Дизелов двигател...



johnnieWfan
04-27-2009, 16:12
Здравейте хора... Трябва ми помощ за доклада ми по физика: Всичко за дизеловия двигател; предимства и недостатъци на дизеловия двигател.... Плс помогнете :) имам малко информация ама не ми е дотатъчна... всичко квото намерете по темата давайте :)

harry777
04-27-2009, 17:30
Ето всичко, което намерих за дизеловия двиготел. дано да ти помогна:

История

Този вид ДВГ е изобретен от Рудолф Дизел в края на 19-ти век. Идеята за построяване на такъв двигател Дизел развил с теорията си за "рационален термичен двигател" през 1890 година, който да работи вследствие на силното компресиране на въздух и внасяне в цилиндъра на "идеалното гориво" - въглищен прах. За това е получил патент през 1893 година. Първоначалната идея на Р. Дизел двигателят да работи с въглищен прах се оказала неудачна, поради високата абразивност на горивото, трудното му внасяне в горивната камера на цилиндъра и бавното му изгаряне. Макар да са съществували идеи за построяването на подобен двигател и от други автори, само Дизел е успял да прозре високата ефективност на топлинния процес при самозапалване при висока компресия на въздуха в цилиндъра. След неуспеха с въглищния прах, през 1897 година, след дълги опити и многобройни неудачи, Дизел създава един експериментален масивен двигател работещ с течни горива. При тегло 5 тона, мощност 20 конски сили и 172 оборота в минута, двигателят е доказал по-висок КПД от съществуващите по това време двигатели. Освен работа с по-тежки течни горива, по-късно се възприема идеята за използване на растително (фъстъчено) масло като гориво. През 20-те години на ХХ век немския инженер Роберт Бош усъвършенства и вгражда горивна помпа за високо налягане при впръскване на горивото, която се използва и до днес. Това нововъведение променя първоначалната концепция за отделен въздушен компресор, както и позволява да се повишат значително работните обороти на двигателя, а с това да се разшири приложението му.

През 1936 година първия серийно произвеждан лек автомобил с дизелов двигател е Мерцедес Бенц 260D.

Дизеловите двигатели се налагат поради редица предимства като: КПД, по-високо от това на бензиновите двигатели, висока горивна икономичност и голям въртящ момент при ниска честота на въртене на коляновия вал, но са по-тежки и шумни от бензиновите (при еднаква ефективна мощност), а освен това, ако не са добре регулирани, отделят доста микро-частици сажди и дим. Основните си сфери на приложение дизеловите двигатели намират там, където е необходима голяма мощност и висока горивна икономичност.

Особености

Запалването на гориво-въздушната смес става не чрез подаване на електрическа искра в определен момент, както при бензиновия двигател, а чрез сгъстяване на постъпилия в цилиндъра атмосферен въздух и впръскване на гориво в определен момент преди буталото да достигне горна мъртва точка (Г.М.Т.). Като следствие от сгъстяването налягането се увеличава до 30-40 атмосфери, температурата на въздуха се повишава от 500 до 800 0C, което осигурява самовъзпламеняването на горивото. За осигуряване на горният режим на работа на двигателя, степента на сгъстяване при дизеловите двигатели е по-висока от тази на бензиновите и най-често е от 12,5 до 22.
Много икономично използване на подведената чрез горивото енергия. Поради точното дозиране на горивото от гориво-впръсквателната система, дизеловия двигател работи с по-евтино гориво и с 180 до 240 грама на конска сила на час. Само за сравнение горивната смес при бензиновия двигател се образува с 230 до 400 грама бензин за конска сила за един час работа на двигателя.
Конструкцията на дизеловия двигател позволява отдадената мощност да е по-висока от подобните топлосилови машини. За сравнение парната машина има коефициент на полезно действие (КПД) 12 %, бензиновия двигател - 24 %, а при дизеловия двигател КПД достига стойности от 32 до 35 %.
Поради особеностите на горивния процес, дизеловият двигател има значително по-масивни и здрави части - по-тежки са коляно-мотовилковия механизъм, лагерите, маховика, картера. Това влошава показателите на двигателя като намалява съотношението маса/единица мощност и увеличава цената му.

Работен процес

Има разработени дизелови двигатели, които работят с четиритактов и двутактов цикъл на действие.

Четиритактов дизелов двигател

За два оборота на коляновия вал, буталото извършва четири постъпателни движения, които се наричат тактове. Всяко едно движение на буталото е синхронизирано с други механизми в двигателя, с цел да се осъществи работния цикъл при точно определени условия.
I такт всмукване. От горна мъртва точка (ГМТ) буталото започва ход надолу в цилиндъра. Отваря се всмукателния клапан и цилиндърът на двигателя се изпълва с атмосферен въздух. За постигане на по-голяма мощност в някои двигатели запълването с въздух става принудително с турбокомпресор, т.е. въздушната маса в цилиндъра има по-високо налягане от обикновеното атмосферно налягане.
II такт сгъстяване. От долна мъртва точка (ДМТ) започва движение нагоре при затворен всмукателен клапан. Започва компресиране на въздуха в цилиндъра. Съпротивлението му се преодолява от инерцията на маховика на двигателя. При достигане на ГМТ налягането на компресирания въздух нараства до 30-40 атмосфери поради намаляване на първоначалния обем, достигащо до 22 пъти за някои дизелови двигатели. Температурата на въздуха в цилиндъра се повишава от 500 до 800 0C.
III такт разширение. Това е работният такт на двигателя. Горивонагнетателната помпа чрез дюзата в цилиндъра фино разпръсква дизелово гориво, което се самозапалва. Това са осъществява няколко градуса преди ГМТ. Процесът е лавинен и мигновен. С образуването на изгорели газове с много голямо налягане, рязко и мощно започва движението на буталото към ДМТ.
IV такт изпускане е последният от работният цикъл на двигателя. Движението на буталото е от ДМТ към ГМТ. Изпускателният клапан се отваря и изгорелите газове изтласкани от движението на буталото напускат цилиндъра. Изпускателният клапан ще се затвори преди да се отвори смукателния клапан за I такт на следващия работен цикъл.

Двутактов дизелов двигател

Двутактовият дизелов двигател се различава от четиритактовия, че четирите такта - запълване с въздух, компресиране, работен ход и изхвърляне на изгорелите газове се извършва за два хода на буталото или един оборот на коляновия вал. Функциите на газоразпределителен механизъм се изпълняват от движещото се бутало, "преливни канали" и всмукателните и изпускателни отвори в цилиндъра. При двутактовите дизелови двигатели се използва т. нар. клапанно-компресорна система, където в двигателната глава са поставени изпускателни клапани, а буталото при движението си отваря в ДМТ т. нар. всмукателни отвори за атмосферен въздух. За по-добро продухване и принудително пълнене на въздух с по-високо налягане се използва роторен нагнетател (т. нар. нагнетател на Рут) или пълнене чрез центробежен нагнетател, задвижван от газова турбина. Последната се задвижва от кинетичната енергия на изгорелите газове, като с това не се отнема от полезната мощност на двигателя. Като двутактови двигатели са реализирани и двигатели с две насрещно работещи бутала в един общ цилиндър по т. нар. опозитна схема (opposite piston engin). С такава конструкция са реализирани самолетния двигател на Junkers модел Jumo 205, танковите двигатели 4ТПА, 5ТД(Ф)(за Т-64) и др., в дизелови локомотиви. Характерно за тази конструкция е, че и двете бутала управляват всмукателни и изпускателни отвори.

Приложение

Двутактовият дизелов двигател се използва предимно за задвижване на тежки машини. Такива са танковите двигатели Т-64, Т-80, Т-84, двигателят Jumo 205 за бомбардировачите Юнкерс, двигателите ТЭ 3 и ТЭ 10 за дизелови локомотиви. При автомобилите двутактов дизелов мотор е използван от фирмата Круп- Германия в тежкотоварния камион Титан и в различните модели на камионите ЯАЗ, произвеждани в Русия. Двутактов дизелов двигател се използва в големите морски съдове при непосредствена връзка с гребния винт. Това, че всеки оборот на двигателя е работен, прави двигателя "гъвкав" и без редуктор може бързо да се форсира и увеличава оборотите си при необходимост. Такива двигатели се строят с мощност до 100 000 hp.

За задвижването на неголеми генератори за електрически ток или други стационарни задвижвания се използват предимно дизелови двигатели, поради ниския разход на гориво и тяхната работна дълговечност. Четиритактови дизелови двигатели се вграждат в тежкотоварни и лекотоварни камиони и трактори, а в последните 40 години всички големи производители на леки автомобили вграждат в моделите си и гама дизелови двигатели.

Използвано гориво

Дизеловите двигатели работят с по-тежко гориво от бензиновите - то е съставено от по-тежките фракции, получени при преработката на петрола. Дизеловото гориво се състои главно от парафини - наситени въглеводороди с формула CnH2n+2, при n>20 (до 75%) и циклични въглеводороди. Способността на дизеловото гориво да се възпламенява в двигателя се измерва по скала с мерна единица т.нар. цетаново число. Като еталон за висока възпламенимост се приема веществото цетан (хексадекан C16H34), на което се дава цетаново число 100, а за най-ниска се приема възпламенимостта на нафталина (0). Дизеловите двигатели са пригодени да работят с гориво, чието цетаново число е около 40-50.

Освен с нафта, дизеловите двигатели могат да работят и с олио. Също като нафтата, то е въглеводород, но има преимуществото да не съдържа тежки метали и сяра и е по-евтино. При правилно използване, олиото гори по-добре от нафтата и е по-екологично гориво. За гориво може да се ползва както ново рапично или слънчогледово олио, така и използвано олио от ресторантите.