Дизельный двигатель внутреннего сгорания.

Дизель - двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия. Воспламенение в цилиндре дизельного двигателя внутреннего сгорания происходит при впрыске топлива в воздух, нагретый до высокой температуры в результате сжатия поршнем. Дизельный двигатель внутреннего сгорания назван по имени немецкого инженера Р. Дизеля, построившего в 1897 году первый двигатель с воспламенением от сжатия. Дизельный двигатель внутреннего сгорания работает на топливе, которое значительно дешевле бензина. Существуют также газовые двигатели, работающие по циклу дизельного ДВС (см. Газодизель).

Дизельные двигатели внутреннего сгорания относятся к наиболее экономичным тепловым двигателям. Удельный расход топлива лучших дизельных ДВС составляет около 190 г/(квт·ч) [140 г/(л. с.·ч)], а для большинства типов дизельных ДВС не превышает 270 г/(квт·ч) [200 г/(л. с.·ч)] на номинальной мощности. Такие расходы топлива соответствуют КПД 31-44% (КПД карбюраторных ДВС обычно 25-30%).

Частота вращения вала дизельного двигателя внутреннего сгорания) обычно 100-3000 об/мин и лишь в отдельных случаях достигает 4000-4500 об/мин. Увеличение частоты вращения дизельного ДВС ограничивается временем, необходимым для смесеобразования и сгорания топлива. В дизельном двигателе внутреннего сгорания не возникает детонации, поэтому диаметры цилиндров практически не ограничены и в судовых дизельных ДВС достигают 1 м; мощность в одном агрегате превышает 30000 квт (40 000 л. с.). Удельная масса на единицу мощности у дизельного двигателя внутреннего сгорания от 3 до 80 кг/квт (от 2 до 60 кг/л. с.). Срок службы дизельного ДВС-от 5 до 80 тыс. ч.

Дизельные двигатели внутреннего сгорания различают по конструкции камер сгорания.

В дизеле с неразделённой камерой в процессе смесеобразования топливо равномерно распределяется по камере сгорания за счёт большого числа струй.

В вихрекамерных дизельных двигателях внутреннего сгорания поток воздуха закручивается при вытеснении его в вихревую камеру в процессе сжатия, а топливо впрыскивается в быстро вращающийся вихрь.

В предкамерных дизельных ДВС смесеобразование осуществляется вследствие поступления воздуха и топлива из предкамеры в основную камеру, вызванного начавшимся сгоранием и повышением давления в предкамере.

Для конструкции «камера в поршне» характерно плёночное смесеобразование, когда топливо подаётся на стенку камеры, а его пары захватываются вихрем воздуха и хорошо перемешиваются.

Конструкции дизельных двигателей внутреннего сгорания многообразны. Так, в СССР на маневровых тепловозах и судах применяют V-образные 12-цилиндровые дизельные двигатели внутреннего сгорания с водяным охлаждением и газотурбинным наддувом. В качестве основных тепловозных двигателей используются вертикальные рядные 2-тактные дизельные двигатели внутреннего сгорания с прямоточной продувкой. Наибольших размеров достигают судовые тихоходные дизельные двигатели внутреннего сгорания: например, 2-тактный рядный с клапанно-щелевой продувкой фирмы «Бурмейстер ог Вайн» (Дания) имеет диаметр цилиндра 840 мм, ход поршня 1800 мм, массу 885 т, высоту 12,1 м. Судовые дизельные ДВС часто делают крейцкопфного типа. Дизельные двигатели внутреннего сгорания иногда выполняют без коленчатых валов. Реже применяют W-образные и Х-образные дизельные двигатели внутреннего сгорания, т. е. вместо 2 блоков цилиндров, как у V-образного, эти дизельные ДВС имеют 3 или 4 блока, а также дизели звёздообразные с расположением цилиндров лучами и даже многозвёздные (блоки звёзд) до 42 цилиндров и более.

Область применения дизельных двигателей внутреннего сгорания обширна. Наибольшие объёмы применения приходятся на тракторостроение, ежегодно возрастает применение дизельных ДВС в автомобилестроении. В СССР около 50% локомотивов железнодорожного транспорта составляют тепловозы, т. е. локомотивы с дизельным двигателем внутреннего сгорания, в США большинство локомотивов — тепловозы. В речном флоте теплоходы с дизельным ДВС и дизельэлектроходы практически вытеснили пароходы. Дизельным двигателем внутреннего сгорания оборудуют самоходную военную технику (танки и ракетные установки). Широко применяют дизельные ДВС в качестве передвижных и стационарных энергетических установок в районах, удалённых от линий электропередач. Совершенствование дизельного двигателя внутреннего сгорания осуществляется путём повышения удельной мощности, частоты вращения, надёжности и долговечности, расширения ассортимента применяемых топлив (многотопливные двигатели).

Литература: Дизели. Справочник, под ред. В. А. Ваншейдта, М. — Л., 1964; Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей, 2 изд., М., 1970; Ricardo Н. R., The heigh-speed internal-combustion engine, L., 1955. Дизель (двигатель внутреннего сгорания) Н. Вырубов, В. П. Алексеев.

Дата добавления: 2015-08-17