Дизельний двигун. Короткий огляд.

Заглянемо в минуле моторів

Перші мотори нібито були винайдені в 100 року н. е. Героном, грецьким математиком та інженером. Його димові турбіни повинні були відкривати великі ворота. Після цього доступні розробки повертаються лише до року винаходу парового двигуна. Він розроблявся в 1712 році англійським винахідником Томасом Невкоменом і вдосконалювався в 1778 Джеймсом Уоттом. У цих машин було вже величезний вплив на соціальні та економічні структури в Європі, що і викликало промислову революцію.

У 1816 році Роберт Стірлінг розробив двигун Стірлінга - мотор гарячого повітря. В кінці 19-го століття почався період двигунів внутрішнього згоряння. Одним з перших розробників мотора, що працює за принципом двотактного газового двигуна був Етьєн Ленуар. Пізніше, з розвитком принципу циклу чотиритактного, агрегат удосконалювався і поліпшувався Ніколасом Серпнем Отто, що і стало основою для сьогоднішніх двигунів внутрішнього згоряння.

Отто працював далі над моторами та винайшов у 1884 електричне запалювання для газових двигунів, що робило можливим використання рідкого пального. Але ці мотори не підходили для використання на автомобілях, так як вони були занадто великі і важкі. Ситуація змінилася завдяки двом інженерам Готтліб Даймлеру і Карлу Фрідріху Бенцу, яким вдалося сконструювати мотор легше і менше за розмірами.

Електродвигун був винайдений еще задовго до двигуна внутрішнього згоряння. Розробки в значній мірі прискорилися в 1830-х роках. Практически перший двигун з електричним приводом розробив Герман Якобі, німецько-російський фізик і інженер.

Дизельний двигун

Дизельний двигун є двигуном внутрішнього згоряння, який приводиться в дію в результаті згоряння дизельного палива. Названий на честь винахідника Рудольфа Дизеля, двигун працює у відповідності з процесом самозаймання уприскуваного палива. Самозаймання відбувається в результаті стиснення паливно-повітряної суміші в камері згоряння.
 
Історія двигуна

Дизельний двигун був винайдений в 1893 році Рудольфом Дизелем. У цьому ж році Дізель отримав патент "Метод роботи і виготовлення двигуна внутрішнього згоряння". У наступні роки двигун був допрацьований і вдосконалений у співпраці з машинобудівним заводом Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) так, що його змогли представити на всесвітній виставці в Парижі.
 
Особливості дизельного двигуна

Самозаймання: на відміну від бензинового двигуна, дизельний двигун працює у результаті самозаймання горючої рідини в камері згоряння.
Сумішоутворення: паливо і повітря збираються тільки в камері згоряння.
Висока ступінь стиснення паливної суміші для самозаймання.
Якісний контроль і регулювання суміші.

Принцип циклу чотиритактного дизельного двигуна

Дизельний двигун працює за принципом циклу чотиритактного. Всі такти разом протікають в 2 обертах колінчастих валів з кутом 720 °.

1. Такт – Всмоктування
2. Такт – Стиснення
3. Такт – Робота
4. Такт – Випуск

Ефективність дизельного двигуна

Ефективність сучасних дизельних двигунів з безпосереднім уприскуванням палива і турбонаддувом, як правило, близько 40%. Це пов'язано з якісним регулюванням суміші.

Термодинаміка: метод рівного тиску

Процес роботи дизеля являє собою термодинамічний процес ідеального дизельного двигуна. Процес реального дизельного двигуна представлений за допомогою процесу Seiliger:
 
Зміни стану:
1-2: изэнтропическое стиснення
2-3: изобарическое тепло (спалювання)
3-4: изэнтропическое розширення
4-1: изохорная тепловіддача

Вихлопні гази і шкідливі речовини

Через згоряння палива виникають вихлопні гази, які випускаються мотором.
 
Склад вихлопних газів:
- Оксиди азоту
- Двоокис вуглецю
- Окис вуглецю
- Вуглеводні
- Частинки (пил, сажа, кіптява)
 
Норми викидів для Евро 6 (з 1 вересня 2014)
Окис вуглецю: 0,5 г/км
Оксиди азоту: 0,08 г/км
Вуглеводні + окисды азоту: 0,17 г/км
Частинки: 0.005