Применение дизельных двигателей

Применение дизельных двигателей

 

Никакие другие двигатели внутреннего сгорания не применяются так широко, как дизели. Такая популярность объяс­няется, прежде всего, их высокой эффе­ктивностью и связанной с этим эконо­мичностью.

Наиболее важны следующие области применения дизелей:

  • Стационарные силовые агрегаты;
  • Легковые и легкие грузовые авто­мобили;
  • Тяжелые грузовые автомобили;
  • Строительная и сельскохозяйствен­ная техника;
  • Тепловозы;
  • Суда.

 

Дизели имеют рядную или V-образ­ную компоновку. Они очень хорошо со­четаются с системами наддува воздуха, так как, в отличие от бензинового двига­теля, здесь не возникает детонации (см. статью «Система подачи воздуха»).

 

Основные параметры дизельных двигателей

 

При использовании дизеля имеют значе­ние следующие основные параметры:

  • Мощность двигателя;
  • Удельная мощность;
  • Безопасность и надежность эксплу­атации;
  • Эксплуатационные расходы;
  • Экономичность в эксплуатации;
  • Совместимость с окружающей сре­дой;
  • Комфорт;
  • Удобство компоновки в силовом отсеке.

 

Конструкции дизелей меняются в за­висимости от области их применения.

 

Стационарные силовые агрегаты

 

Стационарные силовые агрегаты (напри­мер, для дизель-генераторов) в основном работают с фиксированной частотой вра­щения коленчатого вала. Двигатель и сис­тема питания в этом случае должны быть оптимально согласованы дли работы в постоянном режиме.

Регулятор частоты вращения колен­чатого вала изменяет величину подачи топлива в зависимости от требуемой на­грузки. Чаще всего на стационарных аг­регатах используется аппаратура впрыска топлива с механическим регулятором.

R качестве стационарных могут также применяться двигатели легковых и грузо­вых автомобилей. В этом случае регуля­тор должен быть настроен соответствую­щим образом.

 

Легковые автомобили и легкие грузовики

 

Двигателю легкового автомобиля особенно необходимы плавность работы и хорошая «эластичность», т. е. способность развивать высокий крутящий момент в широком ди­апазоне частот вращения коленчатого вала (рис. 1 «Дизель для легкового автомобиля оснащенный системой насос форсунок«). В этой области больших успехов разработчики дизелей достигли как модер­низацией самих двигателей, так и примене­нием новых систем впрыска с электрон­ным управлением. Таким образом, зависи­мости кривых мощности и крутящего мо­мента в начале 90-х годов существенно из­менились. Благодаря этому на легковых ав­томобилях используются быстроходные дизели с частотой вращения коленчатого вала до 5500 мин-1, гамма которых прости­рается от 10-цилиндрового двигателя рабо­чим объемом 5000 см3 для автомобилей высшего класса до 3-цилиндрового рабо­чим объемом 800 см3 для малолитражных автомобилей. Сегодня дизели легковых ав­томобилей в Европе оснащаются только системами непосредственного впрыска то­плива, так как расход горючего у них при­мерно на 15-20% меньше, чем у дизелей с разделенными камерами сгорания.

 

Дизель для легкового автомобиля оснащенный системой насос форсунок

Рис.1 : 1. Привод клапанов; 2. Насос-форсунка; 3. Поршень с пальцем и шатуном; 4. Охладитель наддувочного воздуха; 5. Насос системы охлаждения; 6. Цилиндр.

 

Эти агрегаты, почти повсеместно снабженные турбонагнетателями, разви­вают более высокий крутящий момент, чем аналогичные по рабочему объему бензиновые двигатели. Максимально возможная величина крутящего момента зависит в большинстве случаев от транс­миссии автомобиля и не определяется па­раметрами двигателя.

Все более жесткие ограничения по нормам токсичности отработавших газов и постоянный рост мощности обу­словили применение систем впрыска топ­лива с очень высоким рабочим давлением. Растущие ограничения содержания вред­ных веществ в отработавших газов требуют от разработчи­ков дизелей дальнейшего совершенство­вания конструкции, поэтому в будущем, особенно в области нейтрализации отработавших газов, следует ожидать новых изменений.

 

Тяжелые грузовые автомобили

 

Для тяжелых грузовых автомобилей пре­жде всего важна экономичность, поэто­му здесь необходимо применять только дизели с системой непосредственного впрыска топлива (рис. 2 «Дизель тяжелого грузового автомобиля«), Частота враще­ния коленчатого вала этих двигателей до­стигает величины 3500 мин-1.

 

Дизель тяжелого грузового автомобиля

Рис. 2. : 1. Генератор; 2. Форсунка; 3. Аккумулятор топлива; 4. ТНВД.

 

Ограничения норм токсичности отработавших газов для грузовых автомобилей также стано­вятся все более жесткими. Это означает

как высокие требования к существую­щим системам впрыска, так и необходи­мость разработки новых систем очистки и нейтрализации отработавших газов.

 

Строительная и сельскохозяйствен­ная техника

 

В области строительных и сельскохозяйст­венных машин дизель давно нашел много­образное применение. При определении параметров этих моторов, кроме особенно высокого значения экономичности, разра­ботчики обращают внимание на проч­ность, надежность и удобство обслужива­ния. Максимальная мощность и оптимиза­ция шума здесь имеют меньшее значение, чем, например, на легковых автомобилях. На строительной и сельскохозяйственной технике используются дизели самой разно­образной мощности — от 3 кВт до вели­чин, превышающих значения, характерные для тяжелых грузовых автомобилей.

В строительных и сельскохозяйственных машинах по многих случаях вес еще применяются системы впрыска с механи­ческим регулятором. В отличие от других областей, где используются преимущест­венно двигатели жидкостного охлажде­ния, здесь широко распространена на­дежная и простая в эксплуатации система воздушного охлаждения.

 

Тепловозы

 

Двигатели тепловозов конструктивно по­хожи на более крупные корабельные дизе­ли, что обусловлено, в частности, длитель­ным сроком их эксплуатации. Кроме того, они должны в крайнем случае работать на дизельном топливе худшего качества. Их типоразмеры охватывают область от боль­ших дизелей грузовых автомобилей до средних судовых силовых агрегатов.

 

Суда

 

Требования к судовым дизелям сильно различаются в зависимости от области применения. Имеются агрегаты высокой мощности, например для морских или спортивных катеров. В этом случае приме­няются четырехтактные среднеоборотные двигатели с частотой вращения коленчато­го вала до 1500 мин имеющие до 24 ци­линдров (рис. 3 «Судовой двигатель с индивидуальными ТНВД«).

 

Судовой двигатель с индивидуальными ТНВД

Рис. 3. : 1. Нагнетатель воздуха; 2. Маховик. а — мощность двигателя; Ь — кривая сопротивления движению; v — граница полной нагрузки.

 

С другой стороны, боль­шие двухтактные двигатели, имеющие высокую экономичность, находят примене­ние в условиях длительной эксплуатации.

 

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *