10 самых надежных дизельных двигателей
Количество вариаций дизельных двигателей на рынке велико, при этом немало тех, чей ресурс и надежность вряд ли обрадуют владельца. Однако, есть и проверенные моторы, которые можно назвать настоящими долгожителями
Иван Матиешин
Опираясь на свой многолетний опыт работы на СТО, я рекомендую обратить внимание именно на эти 10 моторов – автомобили с ними дольше всего не будут создавать проблем своему владельцу.
PSA 2.0 HDI
Дизель 2.0 HDI от французского концерна PSA Peugeot Citroen – является очень надежным агрегатом, особенно если он из первого поколения. Такие двигателя устанавливались на автомобили Пежо, Ситроен, Сузуки, Форд и Фиат выпускавшихся с 1999 по 2006 год. Самые популярные авто с таким мотором это: Peugeot 206, 306, 307, 406, Partner, Citroen C5 I, Berlingo, Xsara и Suzuki Vitara. Французский 8-клапанный дизель легко ходит более 500 тыс. км, не требуя сложного обслуживания, но соблюдать регламентные сроки нужно в любом случае. Мощность первых агрегатов составляла 90 – 109 л. с., позже мощность выросла – от 136 до 180 л.с. Эти моторы до сих пор не вызывают нареканий у автовладельцев, особенно, если оборудованы топливной системой фирмы Bosch, а не Siemens (их пьезофорсунки мало служат и плохо ремонтируются).
VOLVO 2.4 D
У «шведов» тоже есть весьма надежный двигатель. Так автоконцерн Volvo, который известен разработкой целой серии удачных бензиновых двигателей, еще в 2001 году выпустил отличный дизельный мотор 2.4 D с пятью цилиндрами. Такие агрегаты устанавливались на седаны, универсалы и кроссоверы, а именно: S60, V60, S80, V70, XC70, XC90. Двигатель имел 10- или 20-клапанный ГРМ (в зависимости от года выпуска) и систему турбонаддува. Популярностью пользуются версии от 130 до 205 л.с. – эти движки (в случае регулярного обслуживания) без проблем выхаживают 500-700 тыс. км.
VAG 1.9 TDI
Этот дизель от группы VAG нельзя оставить без внимания. Его модификации доступна уже более 20 лет (с некоторыми изменениями). Устанавливался 1.9 TDI на различные модели Сеат (Леон, Толедо, Ибица, Алхамбра), Ауди (А3, А4, А6), Шкода (Октавия), Фольксваген (Кадди, Гольф, Пассат, Шаран) и некоторые другие. Двигатель знаменит надежностью, но это справедливо только в том случае, если владелец будет использовать качественное топливо и масло, а периодичность ТО сократит с 15 до 10 тыс. км. Также желательно следить за клапаном управления наддувом N75, это слабое его место. Несмотря на некоторые поломки у определенных модификаций, этот мотор вполне способен отходить 400 тыс. км.
BMW M57
Дизели серии M57 от баварского автоконцерна также заслужили немало хороших отзывов от автовладельцев. Рядные двигатели имели по 6 цилиндров, их мощность, в зависимости от модификации, составляла от 201 до 286 л. с. Выпускались такие дизели с 1998 по 2008 годы и устанавливались на большинство моделей BMW, с 3-й по 7-ю серию: E39, E46, E90, E60, E83, E53, E70, а также на Range Rover L322. У некоторых модификаций дизеля M57 возникают некрупные поломки, однако в целом он способен отходить 400 – 500 тыс. км.
HONDA 2.2 i-CTDi
Это дизель имеет настолько хорошую репутацию, что приобрести оснащенный им автомобиль задешево невозможно, даже если речь о машине с большим пробегом. Однако, все-таки, некоторые мелкие недоработки в данном моторе имеются. Так, если вы живете в северном регионе, то подогрев топлива может не справиться с температурой от -15 и ниже. Ресурс хондовского двигателя 2.2 i-CTDi оценивается в 350 тыс. км. Ставился такой мотор на Accord 7, Civic 8, CR-V второго и 3-го поколений.
TOYOTA 1HD
Двигатель Тойота 1HD объемом 4,2 литра, который ставился на Ленд Крузер J80 и J100, относят к категории ветеранов-долгожителей, как по пробегу (как правило, не менее 600 тыс. км.), так и по времени производства (с 1990 по 2007 год). Однако если относится к нему небрежно, полагаясь на его надежность, не производить регулярное обслуживание, то это станет причиной различных поломок. Стоит уделить внимание газораспределительному механизму и регулярной проверке зазоров клапанов дизельного мотора.
OPEL 1.7 CDTI
Дизель 1.7 CDTI хоть и бюджетный, но очень выносливый. Разрабатывался совместно с Isuzu и GM, а устанавливался на Опель Астра H, J и Зафира B. За годы производства было много модификаций этого мотора и типов топливных систем для них. Чем они сложнее, тем больше вероятность поломок, но, как правило, эти двигатели без проблем преодолевают 400 тыс. км. пробега без какого-то существенного ремонта.
FIAT 2.4 JTD
От продукции итальянского автопрома, как правило, не ожидаешь надежности, но турбодизельный двигатель 2.4 JTD – приятное исключение из этого правила. Ставили такой агрегат на многие модели Fiat, а также Alfa Romeo и Lancia. Он имеет 5 цилиндров и систему Common Rail. Отличительные качества – экономичность и хорошая тяга. Версия с 20-ю клапанами иногда требует снятия выпускного коллектора – по причине облома шпильки случается прорыв выхлопных газов. С годами вопросы появятся к системе EGR, а после 250 000 км может потребоваться ремонт турбины. При этом, само железо вполне может выдержать 500, а то и 700 тыс. км пробега.
HYUNDAI/KIA 1.6 CRDi (D4FB)
Корейский дизельный мотор 1.6 CRDi мощностью от 90 до 136 л. с. тоже можно отнести к разряду лучших. Его выпуск стартовал в 2006 году, двигатель получил широкое распространение в моделях Киа и Хендэ, которые изготавливались для рынка Европы. Стоит такой мотор на Hyundai Elantra 4, Elantra 6, Accent RB, i20, i30, ix20, Kia Ceed, Cerato и Soul. Отличаясь простотой конструкции, этот двигатель вышел неприхотливым и надежным, правда, достаточно требовательным к качеству топлива. А в первых годах выпуска его слабым местом была турбина, которая часто страдала масляным голоданием. Но «детские болезни» успешно вылечили и в настоящее время нарекания могут вызвать разве что датчик наддува, да регулятор давления топлива. Но в целом ресурс такого двигателя составляет не менее 300 тыс. км.
MERCEDES-BENZ 3.0 CDI (OM642)
Трехлитровая дизельная «шестерка» ОМ642 от Mercedes-Benz является продолжателем успешных моторов-миллионников. Она имела много модификаций и вариантов мощности, скрываясь под индексами 280, 300, 320 и 350 CDI. Устанавливалась на Мерседес, Крайслер, Додж и Джип с 2005 года. По железу является традиционно крепким. А чтобы не было проблем с сажевым фильтром, необходимо заправиться качественным топливом и использовать моторное масло с соответствующим допуском. Единственным проколом стал выпускной коллектор. При нагреве, в местах его сварки, могут откалываться маленькие частички и попадать в турбину, что приводит к выходу ее из строя.
Материал предоставлен порталом etlib.ru
Редакция рекомендует:
Хочу получать самые интересные статьи
Дизельный двигатель — принцип работы
Дизельный двигатель, наряду с бензиновым, является одним из двух самых распространенных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Принцип его работы базируется на самовоспламенении воздушно-топливной смеси, которая подается в камеры сжигания под давлением.
Благодаря этому горючее нагревается и самовоспламеняется, что является главным отличием дизельного двигателя от бензинового и выступает основной причиной всех конструктивных и эксплуатационных изменений в силовом агрегате этого типа, а также напрямую влияет на сферу применения и частоту его использования. В статье подробно рассматривается история создания и совершенствования дизельного двигателя, устройство и принцип работы подобного оборудования, а также его основные отличия и преимущества по сравнению с бензиновой силовой установкой.
История создания и совершенствования
Первые научные разработки, касающиеся возможности использовать для воспламенения горючего в тепловой машине сжатого до высокого давления топлива, были осуществлены в 20-30-х годах 19-го века. На практике этот принцип был реализован выдающимся немецким изобретателем и инженером Рудольфом Дизелем, который в 1892 году оформил патент на изобретение двигателя оригинальной конструкции, получивший название дизель-мотор в честь его создателя. Через 3 года документ был признан США. В течение нескольких лет Дизель зарегистрировал еще несколько патентов на различные модификации дизельного двигателя.
Первый работающий агрегат был изготовлен в конце 1896 года, а его испытания прошли практически сразу – 28 января следующего года. В качестве горючего первые дизельные двигатели использовали растительные масла и легкие нефтепродукты. Силовая установка практически сразу же стала показывать высокий КПД, будучи еще и очень удобной в эксплуатации. Но в первые годы после изобретения дизельные двигатели применялись, главным образом, в тяжелых паровых машинах.
Существенно расширить сферу практического использования дизельных агрегатов позволили два ключевых усовершенствования. Первое заключалось в применении в качестве топлива керосина, что первым использовал в 1898 году другой великий инженер того времени – родившийся в России швед Рудольф Нобель. Вторым серьезным рационализаторским решением стало изобретение топливного насоса высокого давления (ТНВД), который заменил используемый ранее для сжатия горючего компрессор.
Серьезный вклад в усовершенствования ТНВД внес в 20-е годы 20-го века Роберт Бош. Он изобрел и внедрил модель встроенного насоса и бескомпрессорной форсунки, применение которых привело к существенному уменьшению габаритов дизельного двигателя, что, в свою очередь, позволило устанавливать его сначала на общественный и грузовой транспорт, а во второй половине 30-х годов – впервые использовать на легковых машинах. Дальнейшие улучшения рассматриваемого агрегата, в частности использование специального дизельного топлива, позволили силовой установке на этом типе горючего успешно конкурировать с бензиновыми двигателями, постоянно увеличивая занимаемую долю рынка.
Отличие от бензинового двигателя
Главное отличие дизельного двигателя от бензинового было упомянуто выше. Оно состоит в отсутствии системы зажигания, что объясняется использованием принципа самовоспламенения топливно-воздушной смеси в результате нагнетания давления и вызванного этим нагрева горючего. Необходимо отметить несколько ключевых следствий разницы между рассматриваемыми типами силовых установок.
Главные положительные для дизельного двигателя моменты состоят в следующем. Во-первых, отсутствие системы зажигания делает конструкцию агрегата заметно проще, повышая надежность и долговечность. Во-вторых, компрессионное воспламенение топлива обеспечивает более полное и эффективное сгорание, в результате чего повышается КПД силовой установки и снижается количество вредных выбросов.
Основным негативным следствием указанного выше отличия между двигателями внутреннего сгорания выступают более существенные требования к прочности и качеству изготовления клапанов и других деталей дизельных агрегатов. Это связано с тем, что они эксплуатируются под серьезной нагрузкой, связанной с повышенным давлением топливно-воздушной смеси.
Устройство
И дизельный, и бензиновый агрегаты относятся к поршневым двигателям внутреннего сгорания, а потому имеют сходное устройство. Основными конструктивными частями силовой установки на дизельном топливе являются такие:
1. Блок цилиндров. Основа любого двигателя. Используется для размещения всех систем и узлов силового агрегата. Различаются по трем основным параметрам – числу цилиндров, схеме их расположения и способу охлаждения. Как правило, количество цилиндров является четным, максимальное их число составляет 16. Чаще всего встречаются двигатели с 2-я, 4-я, 6-ю или 8-ю цилиндрами.
Важным элементом рассматриваемого узла является так называемая ГБЦ или головка блока цилиндров. Она создает закрытое пространство, в котором происходит непосредственное сжигание топливной смеси.
2. Кривошипно-шатунный механизм. Основное назначение этого узла двигателя – преобразование перемещения поршня внутри гильзы, являющегося возвратно-поступательным, в движение коленвала, которое относится к вращательным. Главной деталью механизма считается коленвал, подвижно соединенный с блоком цилиндров, что обеспечивает вращение вала.
Другая важная деталь – маховик, который крепится к одному из концов коленвала. Его задача – передать крутящий момент к другим узлам транспортного средства. Ко второму концу коленвала крепится шкив и приводная шестерня топливно-распределительной системы.
3. Цилиндропоршневая группа. Включает в себя цилиндры или гильзы, поршни или плунжеры, шатуны и поршневые пальцы. Отвечает за процесс сжигания топлива с последующей передачей образовавшейся энергии для дальнейших преобразований. Камера сжигания представляет собой пространство внутри гильзы, которое с одной стороны ограничивается ГБЦ, а с другой — поршнем. Главное требование к цилиндропоршневой группе дизельного двигателя – герметичность, прочность и долговечность.
4. Топливно-распределительная система. Функциональное назначение – своевременная подача горючего в камеры сгорания и отвод из двигателя продуктов сжигания топливно-воздушной смеси. В дизельном агрегате основу системы составляют два насоса. Первый из них – низкого давления – отвечает за перемещение горючего из бака к двигателю.
Назначение второго – ТНВД – несколько шире и заключается в определении нужного количества и времени впрыска топлива, а также в обеспечении необходимого уровня давления в камере сгорания. Именно топливный насос высокого давления и соединенные с ним форсунки являются ключевыми элементами дизельного двигателя, обеспечивающими его впечатляющие эксплуатационные и технические параметры.
5. Система смазки. Предназначается для уменьшения показателей трения между отдельными узлами и деталями силовой установки. В качестве смазочного материала используются как различные масла, так и, что характерно для отдельных механизмов, непосредственно дизельное топливо. Устройство системы смазки предусматривает наличие масляного насоса, различных емкостей и соединяющих трубопроводов.
6. Система охлаждения. Основное функциональное назначение данного элемента дизельного двигателя очевидно и состоит в поддержании такого уровня температуры, который является оптимальным для работающего агрегата. Для этого используются два метода – принудительный отвод тепла от узлов двигателя и охлаждение их при помощи воздуха или жидкости. В качестве последней обычно используется вода или антифриз.
7. Дополнительные узлы – турбина и интеркулер. Турбонаддув или турбонагнетатель позволяет увеличить давление в камере сгорания, что ведет к росту производительности двигателя. Интеркулер предназначен для дополнительного и более эффективного охлаждения горячего воздушного потока, который создается в процессе эксплуатации дизельного агрегата.
Отдельного упоминания заслуживает еще одна важная часть любого современного дизельного двигателя – электрооборудование и автоматика. Именно различные приборы управления и контроля над работой агрегата позволяют добиться главного преимущества, характерного для подобных силовых установок – высокого КПД.
Принцип работы
Дизельные двигатели делятся на двух- и четырехтактные. Первый вариант в сегодняшних условиях используется крайне редко, а потому детально рассматривать его попросту не имеет смысла. Стандартный принцип работы обычного четырехтактного двигателя предполагает, что вполне логично, 4 основных этапа:
1. Впуск. Коленвал поворачивается в диапазоне между 0 и 180 градусами. На этой стадии воздух подается в цилиндр.
2. Сжатие. Положение коленвала изменяется со 180 до 360 градусов. Это обеспечивает движение поршня к так называемой верхней мертвой точке (ВМТ), что приводит к сжатию воздуха в цилиндре в 16-25 раз.
3. Рабочий ход с последующим расширением. Коленвал осуществляет перемещение между 360 и 540 градусами. В камеру сжигания через форсунки впрыскивается топливо, которое при смешивании с воздухом воспламеняется. Это происходит чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ.
4. Выпуск. Коленвал завершает оборот, перемещаясь между 540 и 720 градусами. В результате очередного перемещения поршня в верхнюю часть цилиндра из камеры сгорания удаляются отработанные газы. После этого цикл начинается заново.
Основные разновидности
Основным параметром, который используется для классификации дизельных двигателей, выступает конструкция камеры сжигания. По этому параметру различают два основных типа рассматриваемых силовых установок, на которых используется
· разделенная камера сгорания. Подача горючего производится в специальную камеру, которая называется вихревой и размещается в головке блока, соединяясь с цилиндром при помощи канала. Наличие такого дополнительного элемента позволяет добиться увеличения уровня нагнетания, что положительно сказывается на способности смеси к самовоспламенению;
· неразделенная камера сгорания. Более простая, а потому надежная конструкция, при использовании которой топливо подается непосредственно в пространство над поршнем, которое и выступает камерой сгорания. Это позволяет заметно снизить расход топлива, что, наряду с надежностью механизма, стало ключевой причиной широко распространения именно такого типа дизельных двигателей.
Особенно популярными дизельные агрегаты с неразделенной камерой сгорания стали после появления ТНВД системы Common Rail. Ее использование позволяет обеспечить оптимальный уровень давления, количества и времени впрыскивания топлива для последующего сжигания. Таким образом, достигаются все основные преимущества двигателей с разделенной камерой сгорания без присущих им недостатков.
Основные достоинства и недостатки
Широкое распространение и успешная конкуренция дизельных двигателей с бензиновыми объясняется рядом впечатляющих преимуществ. Главными из них выступают:
· КПД, достигающий 40% на обычных установках и 50% на дизельных двигателях с турбонаддувом. Такие показатели являются попросту недосягаемыми для агрегатов, использующих в качестве топлива бензин;
· мощность. Крутящий момент дизельного двигателя обеспечивается даже на малых оборотах, что гарантирует автомобилю уверенный и быстрый разгон;
· экологичность. Сгорание топлива под высоким давлением приводит к уменьшению количества образующихся в процессе эксплуатации двигателя выхлопных газов. В сегодняшних условиях этому плюсы дизелей придается все большее значение;
· надежность. Как правило, моторесурс дизельного агрегата примерно в полтора-два раза превосходит аналогичный показатель бензинового конкурента. Кроме того, отсутствие системы зажигания позволяет избавиться от многих традиционных проблем двигателей на бензине, например, слабой искры на свечах или их залива.
В числе недостатков, присущих дизельному двигателю, прежде всего, необходимо выделить два. Первый – это несколько более высокая стоимость транспортных средств, оборудованных этим типом силовой установки. Разница в цене обычно варьируется от 10 до 20%.
Второй минус – необходимость существенных эксплуатационных расходов. Это объясняется серьезными требованиями к качеству изготовления и уровню технического обслуживания автомобилей с дизельными двигателями. Однако, обращение в солидную компанию за приобретением, а также последующим обслуживанием, комплектованием и ремонтом сведет к минимуму недостатки агрегата, оставив в полной сохранности его впечатляющие достоинства.
Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир
- Тим Харфорд
- Би-би-си
Автор фото, Shutterstock
Инженер Рудольф Дизель погиб при загадочных обстоятельств прежде, чем успел разбогатеть на своем гениальном изобретении.
В 10 часов вечера 29 сентября 1913 года Рудольф Дизель отправился в свою каюту на пароходе «Дрезден», шедшем из бельгийского Антверпена через Ла-Манш в Лондон. Его пижама была разложена на кровати, но он так в нее и не переоделся.
Изобретатель двигателя, названного его именем, размышлял о своих больших долгах и процентах по ним, которые он уже не мог выплачивать. В его дневнике этот день — 29 сентября — был помечен зловещим крестом: «X».
Перед тем, как отправиться на пароход, 55-летний Дизель собрал все наличные деньги и сложил их в сумку вместе с документами, из которых было ясно, насколько отчаянным оказалось его финансовое положение. Он отдал сумку ничего не подозревавшей жене и велел открыть ее не раньше, чем через неделю.
Дизель вышел на палубу. Снял плащ и шляпу. Аккуратно сложил их на палубе. Посмотрел на воду. И прыгнул за борт.
Или не прыгнул? Любители конспирологии считают, что ему «помогли».
Но кто мог быть заинтересован в смерти бедного изобретателя? Есть две версии.
Для того, чтобы понять контекст, вернемся на тридцать лет назад, в 1872 год. Паровые двигатели уже широко применяются в промышленности, по железным дорогам бегают все более многочисленные паровозы, но в городах весь транспорт — по-прежнему на гужевой тяге.
Спрос на замену лошади
Осенью того года эпизоотия конского гриппа парализовала города Соединенных Штатов. Не на чем было подвозить товары в лавки, не на чем вывозить мусор.
В полумиллионном городе в те времена могло быть около ста тысяч лошадей. Каждая из них ежедневно орошала улицы 15 килограммами навоза и 4 литрами мочи.
Города остро нуждались в недорогом, надежном и небольшом двигателе, который заменил бы конную тягу.
Одним из кандидатов на эту роль был паровой двигатель: автомобили на паровой тяге конструировались один за другим.
Вторым был двигатель внутреннего сгорания. Первые его модели работали на газе, на бензине, даже на порохе. Но в семидесятых годах XIX века, когда Рудольф Дизель был студентом, оба этих типа двигателей были ужасно неэффективны, с КПД всего лишь около 10%.
Поворотным пунктом в жизни молодого Дизеля стала лекция о термодинамике в Королевском Баварском политехническом институте в Мюнхене, на которой он услышал, что двигатель внутреннего сгорания, преобразующий всю энергию тепла в полезную работу, теоретически возможен.
Автор фото, Alamy
Подпись к фото,Схема-рисунок двигателя внутреннего сгорания, изобретенного Рудольфом Дизелем в 1887 году
Дизель взялся за претворение теории в жизнь. И потерпел неудачу. КПД его первого двигателя составлял всего лишь 25%. КПД лучших из современных дизелей — более 50%.
Но даже 25% — это было в два с лишним раза лучше, чем у конкурентов.
В бензиновых двигателях внутреннего сгорания в цилиндре сжимается смесь воздуха и паров бензина, которая затем поджигается электрической искрой. В двигателе Дизеля сжимается только воздух, при этом его температура повышается настолько, что ее достаточно для воспламенения впрыскиваемого топлива.
При этом в дизеле чем сильнее сжатие, тем меньше нужно топлива, тогда как в двигателе с зажиганием слишком сильное сжатие приводит к сбою в работе.
Ненадежные моторы
Все автомобилисты знают о главном свойстве машин с дизельным мотором: они обычно дороже стоят, зато дешевле в эксплуатации.
К несчастью для Рудольфа Дизеля, его первые модели при всем их высоком КПД отличались ненадежностью. Недовольные покупатели завалили его требованиями о возврате денег. Это и загнало изобретателя в финансовую яму, из которой он не смог выбраться.
Но он продолжал работать над своим двигателем и постепенно совершенствовал его.
Выявились другие преимущества двигателя Дизеля. Он может работать на более тяжелом, чем бензин, топливе — солярке, или, как сейчас его чаще называют, дизтопливе. Оно дешевле бензина и к тому же менее интенсивно испаряется, поэтому менее взрывоопасно.
В силу этого дизели стали особенно популярны у военных. Уже в 1904 году двигатели Рудольфа Дизеля были поставлены на французских подводных лодках.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Машины с дизельным двигателем дороже при покупке, но дешевле в эксплуатации
Здесь лежат корни первой конспирологической версии смерти Рудольфа Дизеля.
Европа, 1913 год, большая война все ближе и все неотвратимее — а тут немец, изобретатель нового двигателя, преследуемый финансовыми проблемами, отправляется в Британию. Одна газета так и написала в заголовке: «Изобретателя сбросили в море, чтобы предотвратить продажу патентов британскому правительству».
Коммерческий потенциал изобретения Дизеля, однако, стал раскрываться только после Первой мировой. Первые дизельные грузовики появились в 1920-х годах, железнодорожные локомотивы — в 1930-х. К 1939 году уже четверть морских грузов в мире перевозили суда с дизельными установками.
После Второй мировой войны были созданы еще более мощные дизельные моторы, которые позволили строить суда все большего водоизмещения и все более экономно перевозить грузы. На топливо приходится около 70% себестоимости морских перевозок.
Пар или дизель?
Чешско-канадский ученый Вацлав Смил, например, считает, что если бы международная торговля оставалась привязана к паровым двигателям и не перешла на дизель, то она росла бы гораздо медленнее.
Британско-американский экономист Брайан Артур так не считает. Он называет переход на двигатели внутреннего сгорания в течение последнего века проявлением «попадания в колею»: уже сделанные инвестиции и построенная инфраструктура заставляют человечество действовать в определенном коридоре, а если б с самого начала был выбран другой путь, то и на нем нашлись бы эффективные решения.
По мнению Брайана Артура, еще в 1914 году у паровых автомобильных двигателей перспективы были не хуже, чем у двигателей внутреннего сгорания — но растущее влияние нефтяной промышленности привело к тому, что в развитие ДВС стали вкладывать гораздо больше денег.
Если бы инвестиций было поровну, то, предполагает доктор Артур, мы бы сейчас вполне могли ездить на машинах с паровыми двигателями какого-нибудь очередного поколения.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Экспертименты Дизеля с арахисовым маслом предвосхитили современное развитие производства биотоплива
А если бы мировая экономика прислушалась к Рудольфу Дизелю, то, может быть, сейчас двигатели работали бы на арахисе.
Имя Дизеля сейчас ассоциируется с топливом из нефтепродуктов, но вообще-то он приспосабливал свой двигатель для работы с разными видами топлива, от угольной пыли до растительного масла. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал модель, работающую на арахисовом масле.
А за год до смерти, в 1912 году, Рудольф Дизель предсказывал, что растительное масло станет таким же важным видом топлива, как и нефтепродукты.
Владельцам арахисовых плантаций это предсказание наверняка понравилось, а владельцам нефтяных месторождений — не очень.
Отсюда — вторая конспирологическая версия смерти Дизеля. Другая газета по ее поводу написала: «Убит агентами нефтяных трестов».
Арахис против нефти
В последнее время в мире возрождается интерес к дизельному биотопливу. Оно меньше загрязняет атмосферу, но есть и проблема: оно занимает сельскохозяйственные угодья, а это ведет к повышению цен на продовольствие.
Во времена Рудольфа Дизеля это не выглядело большой проблемой: население Земли тогда было гораздо меньше, а климатические изменения не сильно беспокоили людей. Поэтому Рудольф Дизель, наоборот, мечтал, что его двигатель поможет развиваться бедным, аграрным странам.
Насколько иначе сейчас выглядел бы мир, если бы самыми ценными землями считались не те, где качают нефть, а те, где хорошо растет арахис? Мы можем только гадать.
Точно так же, как мы можем только гадать, что же в точности случилось с Рудольфом Дизелем.
Его тело было найдено в море рыбаками через десять дней. К тому времени оно настолько разложилось, что рыбаки не стали брать его на борт, но забрали личные вещи — кошелек, перочинный нож, футляр для очков.
Когда рыбаки добрались до берега, эти вещи опознал младший сын Дизеля. А тело изобретателя навсегда осталось в морских глубинах.
Сокращение вредных выбросов: сколько еще протянет дизель?
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Британское правительство предлагает сделать так, чтобы «пистолеты» автозаправок остались только в музеях
Ассоциация германских автопроизводителей (VDA) договорилась с ведущими политиками Германии о мерах по сокращению вредных выбросов дизельных автомобилей.
Саммит VDA в Берлине продолжается. Некоторые обозреватели даже предрекали, что, вслед за Великобританией и Францией немцы объявят о прекращении продаж автомобилей с двигателем внутреннего сгорания с 2040 года.
Однако этого не произошло: в автоиндустрии Германии заняты 800 тысяч человек, это важная отрасль немецкой экономики, и никаких обязательств автоконцерны принимать на себя пока не будут.
Даже при том, что суд в Штутгарте — столице Mercedes-Benz и Porsche и одном из самых загрязненных немецких городов, — на днях поддержал запрет на въезд в город устаревших дизельных автомобилей.
Немцы в этом не одиноки: в Лондоне с 23 октября водители автомобилей, не отвечающих стандарту Евро 4 и выше, будут платить за удовольствие въехать в центр города 10 фунтов.
Париж, Мадрид, Афины и Мехико обещают к 2025 году вообще искоренить дизельные автомобили на своих улицах. Аналогичные планы продвигает и мэрия Осло.
Наступление на дизельный двигатель приобретает характер тотальной войны. Особенно приятно находиться по эту сторону баррикад тем, кто слушал советы британского, да и не только, правительства покупать автомобили с дизелем — как более экономичные и менее вредные.
Однако, как считает бывший заместитель главного редактора журнала «За рулем», а ныне — пилот раллийной команды «Газ Рейд Спорт» Вячеслав Субботин, говорить о полном исчезновении дизеля преждевременно. С ним беседовал владелец дизельного внедорожника Михаил Смотряев.
Вячеслав Субботин: Разговоры о кончине дизельного двигателя преждевременны и вообще несостоятельны. Дизельный мотор эффективнее бензинового, у него выше КПД, он использует топливо с большей теплотворной способностью. Это физика, ее обмануть нельзя.
Да, есть проблемы с токсичностью выбросов. Но они решаемы, сегодня-завтра их решат. И в конце концов гораздо быстрее решить задачу с токсичными выбросами, чем сконструировать совершенно новую батарею, которая обеспечит электромобилям такой же запас хода, как ДВС. Пока этого не произошло, и все ждут чуда — вот сейчас построят такую батарейку. Да не построят ее! Нет ее, не существуют, те батареи, что есть в телефонах — это все, чем нам приходится довольствоваться.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Сколько батареек нужно, чтобы в один присест перевезти столько алмазоносной породы?
Поэтому дизельный мотор будет существовать. Положим, его не будет в Париже, в Лондоне, в Осло, потому что старые двигатели действительно засоряют город, это видно. Но это проблема, скорее, обслуживания и ремонта. За этим особо не следят: ну пыхает этот мотор — и славно, черный дым из выхлопной труды — да и ладно! А на самом деле, если все настроить, то все будет хорошо.
Европа — это не весь мир. Дизельный двигатель будет востребован, он эффективен, экономичен, у него большой ресурс, у него отличные характеристики для тяжелых автомобилей, в первую очередь, грузовых, и полноприводных легковых. С бензиновым мотором в грязь не сунешься, а дизель вывезет и в трудной ситуации.
Би-би-си: В Европе уповают на то, что «трудных ситуаций» вскоре не останется. Вообще возникает ощущение, что автопроизводители в той или иной форме идут на поводу у общественного мнения. Пять лет назад правительство Великобритании умоляло граждан покупать дизельные машины, потому что они производят меньше углекислого газа. Теперь внезапно оказалось, что главный враг — азотистые соединения в дизельном выхлопе, всех пересаживают обратно на бензин, а в перспективе — и вовсе на экологически чистую конную тягу. Сто лет назад автомобильные компании вершили судьбы Америки. Теперь же все наоборот. Что сталось, например, с водородными двигателями?
В.С.: Автомобильными компаниями, как бизнес-структурами, движет жажда наживы, и не более того. Общественное мнение их не слишком беспокоит, они будут делать то, что выгодно. Да, есть законы, которые трудно обойти. Ну, значит, там, где половина территории закатана в асфальт — там будут бензиновые двигатели, а там, где нет — автомобильные компании, которые вложили в дизель огромные деньги, будут их отбивать, и будут зарабатывать. Значит, дизельные машины будут продавать в Азию, в Африку, в Россию, туда, где в них есть реальная необходимость.
Знаете, это как с атомными электростанциями: можно во весь голос орать, что они с минуты на минуту взорвутся, но эффективность их высока, и самые развитые страны, те, кто смотрят в будущее, все равно занимаются ядерной энергетикой. Отказаться от нее — значит пойти на поводу у неучей. Так что дизельные двигатели никуда не денутся и будут продолжать развиваться.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,За будущее нефтяных компаний можно не опасаться?
Би-би-си: К вопросу о развитии: как не вспомнить нефтяные кризисы 70-х годов, в результате которых вместо, грубо говоря, трех скоростей в коробке передач у современного автомобиля как минимум шесть, а то и все девять. Если запретить дизели, а потом и вообще ДВС, то автоконцернам придется разрабатывать новые технологии и вкладывать в них куда больше, чем сейчас. Тогда, глядишь, и батареи новые появятся…
В.С.: Электрические автомобили — это будущее, вне всякого сомнения. Они эффективны, они требуют меньше обслуживания, они экономически более целесообразны. Не надо масло менять, не надо зазоры в клапанах регулировать, тормоза проверяй — и все. Посмотрите на Китай: половина Пекина ездит на электромобилях, а про скутеры и говорить не приходится. Только это эффективно для малых транспортных средств, для езды по городу.
А вот Америка показала, в каком направлении нужно двигаться сегодня и завтра. Они сделали грузовик Nikola One, названный в честь Никола Теслы. Он работает на водороде. Причем водородом заправляются баллоны, а генератор, используя этот водород и соединяя его с кислородом, производит электроэнергию, питающую электромоторы. Американцы уже начали строить водородные заправки. Вот по какому пути пойдет прогресс. Электрические машины — это так, по городу прошвырнуться, километров 40, а потом ищи розетку, да и время зарядки очень долгое. Презентация Nikola One прошла практически незамеченной, но, я думаю, легковые автомобили вскоре тоже начнут строить по этому принципу.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Автомобили на водородных ячейках пока не могут составить конкуренцию электромобилям, хотя и превосходят их по многим показателям
Би-би-си: Лет пять-шесть назад Honda обкатывала легковые автомобили на водородном топливе в Калифорнии. Но современный мир, при его уровне автомобилизации, устроен так, что просто гениальной новой технологии недостаточно, под нее требуется инфраструктура — те же водородные заправки. Вот на днях Volvo объявила, что в 2019 году перестанет выпускать автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Если бы за ней последовали все другие крупные автопроизводители, предложив сопоставимую альтернативу, то те же водородные заправки расплодились бы куда быстрее. Но автоконцерны этого не делают.
В.С.: В Америке эта инфраструктура появится, я не сомневаюсь, в первую очередь благодаря Nikola One — эта машина перевернет грузовые перевозки. Так что заправки будут. А будут заправки — появятся и легковые автомобили. Америка покажет нам, как нужно ездить.
Volvo может заявлять, что угодно: за их спиной стоят китайцы, огромный концерн Gee. Gee делает хорошие электромобили для города, у них есть потенциал, но он все равно ограничен. От двигателя внутреннего сгорания пока отказаться нельзя, ни по экономическим причинам, ни по эксплуатационным.
Би-би-си: Сколько, по-вашему, еще отмеряно ДВС в его современной форме?
В.С.: Я думаю, довольно долго. Предполагаю, лет 50 еще точно.
Бензиновый или дизельный двигатель? — Viking Motors
Что выбрать: бензиновый или дизельный двигатель?Хотя гибридные транспортные средства становятся все более популярными, большинство покупателей по-прежнему делают выбор в пользу дизельного или бензинового автомобиля. Сколько вы ломали голову, пытаясь решить, каким будет ваш следующий железный конь – с бензиновым или дизельным двигателем? Особенно в последнее время, когда развитие технологий все больше стирает разницу и старые убеждения уже не действуют. Мы решили слегка упростить вам жизнь и провести небольшой сравнительный анализ.
Перед тем как приступать к поискам автомобиля, важно знать, с какой целью этот автомобиль приобретается, а еще автомобиль с каким двигателем – бензиновым или дизельным – лучше справится с вашими потребностями и будет доставлять вам радость от езды. Кроме того, следует понять, означает ли низкая покупная цена экономию в более долгосрочной перспективе.
Резвое перемещение по городу или спокойная езда по трассе?
Если ваши поездки обычно ограничиваются пределами города, то бензиновый двигатель – это то, что вам нужно. Для того чтобы получать от бензинового автомобиля по максимуму, нужно уверенно выжимать обороты и быстро переключать скорости. Дизельные автомобили, напротив, сильны и способны даже с весьма тяжелым грузом вскарабкиваться на довольно крутые склоны. Дизельные машины подходят для езды по шоссе и преодоления больших расстояний. Даже при быстрой езде обороты у них ниже и скорости переключаются реже. Бензиновый автомобиль быстрее разгоняется с места до сотни, однако дизельный лучше ведет себя при обгонах и буксировочная способность у него выше. Против дизеля говорит разве что повышенная вибрация и уровень шума, однако чем новее автомобиль, тем эта разница менее ощутима. Говоря об эстонских зимах, следует учитывать и то обстоятельство, что дизельный двигатель не любит коротких расстояний – поездка должна быть как минимум настолько длинной, чтобы двигатель успел хорошо прогреться.
Покупная цена vs расход топлива
Дизельные автомобили дороже бензиновых, но они позволяют экономить за счет топлива. Это один из факторов, которые следует помнить при покупке автомобиля. Стоит немного посчитать и изучить показатели расхода топлива – они зависят от того, двигается ли автомобиль в городском цикле или на нем чаще ездят по шоссе. Чем длиннее путь, пройденный дизельным автомобилем, тем быстрее окупятся дополнительные расходы, сделанные при его покупке, ведь дизельное топливо обычно дешевле (за исключением зимнего периода), чем бензин. Кроме того, дизельный двигатель работает на более низких оборотах и расходует меньше топлива – на 15-20% по сравнению с бензиновым мотором. Это экономит не только деньги, но и время, ведь на одном баке вы сможете проехать больше, и вам нужно будет реже останавливаться для заправки. При этом стоит помнить общераспространенное мнение, что лучше всего экономия в случае с дизельным автомобилем проявляется при годовом пробеге 20-25 тысяч километров.
Ремонт, техобслуживание и последующая продажа
Амортизация грозит владельцу автомобиля самыми большими расходами, поэтому стоимость автомобиля в случае последующей продажи играет здесь немаловажную роль. При покупке дизельный автомобиль стоит дороже из-за сложности двигателя и наличия дополнительных систем – давление здесь выше, и детали должны выдерживать большие нагрузки. Как следствие – обслуживание такого автомобиля требует более толстого кошелька. Моторное масло и запчасти будут обходиться дороже. Однако дизельный автомобиль дешевеет медленнее, чем бензиновый, и при последующей продаже за него можно будет выручить более солидную сумму.
Окружающая среда
Если вы заботитесь об окружающей среде, то следует знать, что помимо того, что дизельный автомобиль значительно экономичнее, но при этом не уступает в мощности автомобилю бензиновому, он еще и выделяет меньше СО2 (примерно на 20% меньше), являющегося причиной потепления климата. И все же на этом наш рассказ не заканчивается. Дизельные двигатели вырабатывают больше вредных выбросов NOx. Но поскольку расход топлива у них меньше, то и загрязняющих веществ вырабатывается меньше.
В любом случае окончательное решение зависит от индивидуальной ситуации. Что лучше – легковой автомобиль с дизельным или бензиновым двигателем – трудно сказать, ведь у каждого автомобилиста предпочтения складываются в зависимости от условий, ожиданий и материальных возможностей. Если нужно перевезти лодку или туристический трейлер, то, конечно, дизельный автомобиль справится с такой задачей лучше и израсходует при этом меньше топлива. Если же вы ищете проворный спорткар, на котором будете совершать непродолжительные поездки, то стоит отдавать предпочтение бензиновому двигателю.
Спроси предложение СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ
Газ на дизельный двигатель — газодизель с ГБО
Газобаллонная система и дизель
Газ устанавливался на дизельные двигатели очень редко в отличии от бензиновых. Бензиновый и дизельный агрегаты очень сильно различаются по принципам воспламенения топлива, а также по степени сжатия.
Бензиновый — поджигает топливо при помощи свечей зажигания. А степень сжатия у него примерно 10:1.
Дизельный — поджигает топливо благодаря большой степени сжатия в цилиндрах, здесь она 18:1 и у него отсутствуют свечи зажигания.
Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования в бензиновых агрегатах не вызывает сложностей, так как газ поджигается свечами аналогично бензину, а октановое число газа корректируется ЭБУ (электронным блоком управления). В дизеле смесь загорается от давления. Зажечь газ давлением не получается и такой подход не подходит для ГБО.
Сложности эксплуатации ГБО на дизеле
Причин всего три:
- Температура самовоспламенения дизеля 385 градусов Цельсия, а пропана и метана 700 градусов.
- Соответственно газообразное топливо нужно поджигать. Но в дизеле нет свечей!
- Октановое чисто дизеля 60 против 120 единиц у газа. Чтобы мотор не пошел в «разнос», нужно снизить либо октановое число, либо степень сжатия.
Как видите реализация достаточно сложная, однако найдено два решения использования газа на дизельном агрегате.
Два принципа работы
Полная переделка. Способ спорный и не всегда эффективный как кажется на первый взгляд. Двигатель полностью переделывается с дизеля на газ. Минусом такого переоборудования является невозможность использования дизеля.
Агрегат модернизируют, чтобы он не вышел из строя, степень сжатия снижают до 12:1. Делается это для того, чтобы двигатель смог переварить октановое число в 120 единиц.
Устанавливается система поджога смеси, аналогично бензиновым агрегатам, то есть устанавливаются свечи. Такой мотор уже никогда не вернется к дизельному топливу. Еще одним минусом является цена такой переделки, она действительно велика.
Комбинированный принцип работы Dual Fuel. Легкореализуемый и недорогой вариант. Здесь нет полного отказа от дизельного топлива. В цилиндры подается как дизель так и газ попеременно.
Чтобы газ поджегся используется дизельное топливо. Ведь свечей здесь просто нет.
Принцип работы:
- двигатель запускается на дизельном топливе;
- активируется газовая система, дизель сжимается—воспламеняется и в момент воспламенения в цилиндр подается газ, который загорается от уже воспламененного топлива;
- открываются клапана и сгоревшая смесь отводится;
- цикл повторяется.
Дизельный двигатель
В последнее десятилетие дизельные технологии развиваются впечатляющими темпами. Модификации легковых авто с дизельными моторами составляют половину новых автомобилей, продаваемых в Европе. Густой черный дым из выхлопной трубы, громкое тарахтение и неприятный запах остались далеко в прошлом. Дизельные моторы сегодня – это не только экономичность, но также высокая мощность и достойные динамические характеристики.
Современный дизель стал тихим и экологически чистым. Как же удалось этому типу ДВС соответствовать постоянно ужесточающимся нормам токсичности и при этом не только не проигрывать в тяговитости и экономичности, но и улучшать эти показатели? Рассмотрим все по порядку…
Содержание статьи
Принцип работы
На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового – те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения. В карбюраторных и обычных инжекторных двигателях приготовление смеси происходит не в цилиндре, а во впускном тракте.
В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском смесь образуется так же как и в дизелях- непосредственно в цилиндре. В бензиновом моторе топливо-воздушная смесь в цилиндре воспламеняется в нужный момент от искрового разряда. В дизеле же топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре.
Рабочий процесс в дизеле происходит следущим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия (16-24:1) разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре – отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля.
Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Дизель имеет больший КПД (у дизеля – 35–45%, у бензинового – 25–35%) и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Но описанные недостатки относятся в основном к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.
Конструкция
Особенности
Как уже отмечалось, конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако аналогичные детали у дизеля существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки – ведь степень сжатия у него намного выше (16-24 единиц против 9-11 у бензинового). Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень.
Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Во многих случаях днище поршня содержит в себе камеру сгорания. Днища поршней находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода.
Так как воспламенение рабочей смеси осуществляется от сжатия, в дизелях отсутствует система зажигания, хотя свечи могут применяться и на дизеле. Но это не свечи зажигания, а свечи накаливания, которые предназначены для подогрева воздуха в камере сгорания при холодном пуске двигателя.
Поршни и свечи дизеляТехнические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от типа камеры сгорания и системы впрыскивания топлива.
Типы камер сгорания
Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные.
Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания. Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.
Камеры сгорания дизельного двигателяПри форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью.
Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.
Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.
Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в
цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.
Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и существенно снизить шумность. Новые дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.
Системы питания
Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.
Система питания дизельного двигателяТопливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра. Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.
Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название – рядные ТНВД. Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.
Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа. Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя. В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам.
Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.
Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить. Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима.
Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях. Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.
Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливо – воздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания. Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом.
В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливо-воздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как “волновое гидравлическое давление”. При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, “бегающие” по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Ну, а о точности дозирования механической системы впрыска даже и говорить не приходится.
Насос-форсунка дизельного двигателяВ результате были разработаны два новых типа систем питания – в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел (насос-форсунка), а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Евро 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.
Насос-форсунка устанавливается в головку блока двигателя для каждого цилиндра. Она приводится в действие от кулачка распределительного вала с помощью толкателя. Магистрали подачи и слива топлива выполнены в виде каналов в головке блока. За счет этого насос-форсунка может развить давление до 2200 бар. Дозированием топлива, сжатого до такой степени и управлением угла опережения впрыска занимается электронный блок управления, выдавая сигналы на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насос-форсунок.
Насос-форсунки могут работать в многоимпульсном режиме (2-4 впрыска за цикл). Это позволяет произвести предварительный впрыск перед основным, подавая в цилиндр сначала небольшую порцию топлива, что смягчает работу мотора и снижает токсичность выхлопа. Недостаток насос-форсунок – зависимость давления впрыска от оборотов двигателя и высокая стоимость данной технологии.
Система питания Common RailСистема питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска.
Система Common Rail состоит из резервуара – аккумулятора высокого давления (иногда его называют рампой), топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУ) и комплекта форсунок, соединенных с рампой. В рампе блок управления поддерживает, меняя производительность насоса, постоянное давление на уровне 1600-2000 бар при различных режимах работы двигателя и при любой последовательности впрыска по цилиндрам.
Открытием-закрытием форсунок управляет ЭБУ, который рассчитывает оптимальный момент и длительность впрыска, на основании данных целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. Форсунки могуть быть электромагнитными, либо более современными- пьезоэлектрическими. Главные преимущества пьезоэлектрических форсунок – высокая скорость срабатывания и точность дозирования. Форсунки в дизелях c Common rail могут работать в многоимпульсном режиме: в ходе одного цикла топливо впрыскивается несколько раз – от двух до семи. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд».
Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно, снижается количество вредных компонентов в выхлопе. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, что приводит к уменьшению образования окиси азота- одной из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизеля.
Характеристики двигателя с Common Rail во многом зависят от давления впрыска. В системах третьего поколения оно составляет 2000 бар. В ближайшее время в серию будет запущено четвертое поколение Common Rail с давлением впрыска 2500 бар.
Турбодизель
Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы является турбонаддув двигателя. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя.
Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала – “турбоямы”. Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором.
На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха – интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность. Наддув позволяет добиться одинаковой мощности с атмосферным мотором при меньшем рабочем объеме, а значит, снизить массу двигателя. Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для автомобиля средством повышения “высотности” двигателя – в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности.
В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.
Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Поэтому все современные легковые дизели имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Соmmоn Rail.
Как работают дизельные автомобили?
Автомобили с дизельным двигателем похожи на автомобили с бензиновым двигателем, поскольку оба используют двигатели внутреннего сгорания. Одно отличие состоит в том, что дизельные двигатели имеют систему впрыска с воспламенением от сжатия, а не систему с искровым зажиганием, используемую в большинстве бензиновых автомобилей. В системе с воспламенением от сжатия дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя и воспламеняется за счет высоких температур, достигаемых при сжатии газа поршнем двигателя.В отличие от систем контроля выбросов на автомобилях с бензиновым двигателем, многие автомобили с дизельным двигателем имеют дополнительные компоненты доочистки, которые уменьшают выброс твердых частиц и разлагают выбросы опасного оксида азота (NO x ) на безвредные азот и воду. Дизельное топливо является обычным транспортным топливом, и в некоторых других вариантах топлива используются аналогичные системы и компоненты двигателя. Узнайте об альтернативных вариантах топлива.
Изображение в высоком разрешенииКлючевые компоненты легкового автомобиля с дизельным двигателем
Система последующей обработки: Эта система состоит из нескольких компонентов, которые отвечают за фильтрацию выхлопных газов двигателя в соответствии с требованиями по выбросам выхлопных газов.После того, как выхлопные газы двигателя фильтруются через сажевый фильтр (DPF) и катализатор окисления дизельного топлива для уменьшения твердых частиц, жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя (DEF) впрыскивается в смесь выхлопных газов, затем восстанавливается до азота и воды путем химического преобразования. в селективном каталитическом восстановителе (SCR) перед выбросом в атмосферу через выхлопную трубу автомобиля.
Батарея: Батарея обеспечивает электричество для запуска двигателя и электроники / аксессуаров силового транспортного средства.
Заливная горловина для выхлопных газов дизельного двигателя: Этот порт предназначен для заполнения бака с жидкостью для выхлопных газов дизельного двигателя.
Бак с жидкостью для выхлопных газов дизельного двигателя (DEF): В этом баке содержится жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя, водный раствор мочевины, который впрыскивается в поток выхлопных газов во время избирательного каталитического восстановления.
Электронный блок управления (ЕСМ): ЕСМ контролирует топливную смесь, угол опережения зажигания и систему выбросов; следит за работой автомобиля; предохраняет двигатель от злоупотреблений; а также обнаруживает и устраняет проблемы.
Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.
Топливопровод: Металлическая трубка или гибкий шланг (или их комбинация) подает топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя.
Топливный насос: Насос, перекачивающий топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя по топливопроводу.
Топливный бак (дизель): Хранит топливо на борту транспортного средства до тех пор, пока оно не понадобится для работы двигателя.
Двигатель внутреннего сгорания (с воспламенением от сжатия): В этой конфигурации топливо впрыскивается в камеру сгорания и воспламеняется за счет высокой температуры, достигаемой при сильном сжатии газа.
Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для вращения колес.
История дизельных двигателей
1) UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.
2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.
3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к трудоустройству. На момент составления отчета около 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после даты выпуска, в общей сложности 84%. В эту ставку не включены выпускники, недоступные для работы по причине продолжения образования, военной службы, здоровья, заключения, смерти или статуса иностранного студента.В ставку включены выпускники, прошедшие специализированные программы повышения квалификации и занятые на должностях. которые были получены до или во время обучения по ИМП, где основные должностные обязанности после окончания учебы соответствуют образовательным и учебным целям программы. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.
5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в различных отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь, для специалистов по автомобилям, дизельным двигателям, ремонту после столкновений, мотоциклам и морским техникам.Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве технического специалиста, например: специалист по запчастям, специалист по обслуживанию, изготовитель, лакокрасочный отдел и владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.
6) Достижения выпускников ИТИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.ИМП образовательное учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.
7) Для завершения некоторых программ может потребоваться более одного года.
10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям. Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и состояния.
11) См. Подробную информацию о программе для получения информации о требованиях и условиях, которые могут применяться.
12) На основе данных, собранных из Бюро статистики труда США, прогнозы занятости (2016-2026), www.bls.gov, просмотрено 24 октября 2017 г. Прогнозируемое количество годовых вакансии по классификации должностей: Автомеханики и механики — 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и по дизельным двигателям — 28 300 человек; Ремонтники кузовов и связанных с ними автомобилей, 17 200. Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.
14) Программы поощрения и соответствие критериям для сотрудников остаются на усмотрении работодателя и доступны в определенных местах. Могут применяться особые условия.Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем районе.
15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI. Программы доступны в некоторых регионах.
16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.
20) Льготы VA могут быть доступны не на всех территориях кампуса.
21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком U.S. Департамент по делам ветеранов (VA). Более подробная информация о льготах на образование, предлагаемых VA, доступна на официальном веб-сайте правительства США.
22) Грант «Приветствие за служение» доступен всем ветеранам, имеющим право на участие в программе, на всех кампусах. Программа «Желтая лента» одобрена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе / Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.
24) Технический институт NASCAR готовит выпускников к работе в качестве технических специалистов по обслуживанию автомобилей начального уровня.Выпускники, которые выбирают специальные дисциплины NASCAR, также могут иметь возможности трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из тех выпускников 2019 года, которые взяли факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.
25) Ориентировочная годовая средняя заработная плата техников и механиков в области автомобильного сервиса в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, сервисный писатель, инспектор по смогу и менеджер по запасным частям.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников автомобильного сервиса и механиков в Содружестве. Массачусетса (49-3023) составляет от 30 308 до 53 146 долларов (данные по Массачусетсу и развитию рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Согласно оценке Министерства труда США, почасовой заработок квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине составляет около 50% почасовой оплаты, опубликованный в мае 2021 года, и составляет 20 долларов.59. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-е и 10-й процентиль почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. 2 июня 2021 г.)
26) Расчетная годовая средняя заработная плата сварщиков, резчиков, паяльщиков и брейзеров в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г.UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. ИМП достижения выпускников могут отличаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Начальный уровень зарплаты могут быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например сертифицированный инспектор и контроль качества.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве сварщиков, резчиков, паяльщиков и брейзеров в штате Массачусетс (51-4121) составляет от 34 399 до 48 009 долларов (данные по Массачусетсу и развитию рабочей силы, май 2019 г., просмотр 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Департамент США Согласно опубликованной в мае 2021 года оценке почасовой оплаты труда квалифицированных сварщиков в Северной Каролине в размере 50% почасовой оплаты труда, она составляет 20 долларов.28. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентиль почасовой оплаты труда в Северной Каролине — 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. Сварщики, резаки, паяльщики и брейзеры, просмотрено 2 июня 2021 г.)
27) Не включает время, необходимое для прохождения квалификационной программы предварительных требований. 18 недель плюс дополнительные 12 или 24 недели обучения, зависящего от производителя, в зависимости от производителя.
28) Расчетная годовая средняя заработная плата для специалистов по кузовному ремонту автомобилей и связанных с ними ремонтных работ в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Выпускников ИТИ достижения могут отличаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже.Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например оценщик, оценщик и инспектор. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, занятых в качестве ремонтников автомобилей и связанных с ними ремонтных работ (49-3021) в Содружестве Массачусетс составляет от 30 765 до 34 075 долларов (данные по Массачусетсу и развитию рабочей силы, май 2019 г., просмотр 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Департамент США Оценка рабочей силы из средних 50% почасовой заработной платы квалифицированных специалистов по борьбе с авариями в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,40 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляет 17,94 доллара и 13,99 доллара соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Специалисты по ремонту кузовов и связанных с ними автомобилей, дата просмотра — 2 июня 2021 г.)
29) Расчетная годовая средняя зарплата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI — образовательный учреждение и не может гарантировать трудоустройство или зарплата. Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработная плата.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве дизельных техников. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от дизельных. техник по грузовикам, например техник по обслуживанию, техник по локомотиву и техник по морскому дизелю. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков автобусов и грузовиков. и специалистов по дизельным двигателям (49-3031) в Содружестве Массачусетса составляет от 34 323 до 70 713 долларов США (Массачусетс, рабочая сила и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата в среднем 50% для квалифицированных дизельных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,20 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Автобусы и грузовики и специалистов по дизельным двигателям, дата просмотра 2 июня 2021 г.)
30) Расчетная годовая средняя заработная плата механиков мотоциклов в Профессиональной занятости и заработной плате Бюро статистики труда США, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или зарплату . Достижения выпускников ММИ может различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников мотоциклов. Некоторые выпускники MMI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, сервисный писатель, оборудование. обслуживание и запчасти. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: Средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков мотоциклов (49-3052) в Содружестве Массачусетса, составляет 30 157 долларов (штат Массачусетс). Рабочая сила и развитие трудовых ресурсов, данные за май 2019 г., просмотр 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Министерство труда США оценивает почасовую оплату средние 50% для квалифицированных мотоциклистов в Северной Каролине, опубликованные в мае 2021 года, составляют 15,94 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Motorcycle Mechanics, просмотрено 2 июня 2021 года.)
31) Расчетная годовая средняя зарплата механиков моторных лодок и техников по обслуживанию в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 года. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или трудоустройство. зарплата. Достижения выпускников ММИ могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от технических, такие как обслуживание оборудования, инспектор и помощник по запасным частям. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружество Массачусетса стоит от 30 740 до 41 331 долларов США (Массачусетский труд и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: Согласно оценке Министерства труда США почасовой заработной платы в размере 50% квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованной в мае 2021 года, она составляет 18,61 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-е и 10-й процентиль почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляет 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Механики моторных лодок и техники по обслуживанию, просмотрено в июне 2, 2021.)
33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. Для получения подробной информации свяжитесь с представителем программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.
34) Расчетная годовая средняя заработная плата операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут быть разными.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве технических специалистов по механической обработке с ЧПУ. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, такие как оператор ЧПУ, ученик машиниста и инспектор обработанных деталей.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве операторов станков с компьютерным управлением, металлообработки и Пластик (51-4011) в Содружестве Массачусетса стоит 37 638 долларов (данные Массачусетса по труду и развитию рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Северная Каролина Информация о заработной плате: Министерство труда США оценивает почасовую оплату в среднем 50% для квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованную в мае 2021 года, и составляет 20 долларов.24. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Тем не мение, 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г., Операторы компьютерных инструментов с числовым программным управлением, просмотрено 2 июня 2021 г.)
37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.Информацию о результатах программы и другую информацию можно найти на сайте www.uti.edu/disclosures.
38) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2029 году общая занятость в каждой из следующих профессий составит: Техники и механики автомобильного сервиса — 728 800; Сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики — 452 500 человек; Автобусы и грузовики и специалисты по дизельным двигателям — 290 800 человек; Ремонтники кузовов автомобилей и сопутствующие товары — 159 900; и операторы инструментов с ЧПУ, 141 700.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 г. и прогноз на 2029 г. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.
39) Повышение квалификации доступно выпускникам только в том случае, если курс еще доступен и есть места. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как оплата лабораторных работ, связанных с курсом.
41) Для специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков U.По прогнозам Бюро статистики труда, в период с 2019 по 2029 год в среднем будет открываться 61 700 вакансий в год. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистыми изменениями занятости и чистыми замещениями. См. Таблицу 1.10. Временное увольнение и вакансии, прогнозируемые на 2019–29 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.
42) Для сварщиков, резчиков, паяльщиков и паяльщиков Бюро статистики труда США прогнозирует в среднем 43 400 вакансий в год в период с 2019 по 2029 год.Вакансии включают вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. См. Таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2019–29 гг., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра 3 июня 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату.
43) Для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодно в среднем 24 500 вакансий в период с 2019 по 2029 годы. Вакансии включают вакансии, связанные с чистыми изменениями в занятости и чистыми заменами.См. Таблицу 1.10. Временное увольнение и вакансии, прогнозируемые на 2019–29 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.
44) Для ремонтников кузовов автомобилей и связанных с ними ремонтов Бюро статистики труда США прогнозирует в среднем 13 600 вакансий в год в период с 2019 по 2029 годы. Открытые вакансии включают вакансии, связанные с чистыми изменениями в занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Разделения и вакансии по профессиям, прогноз на 2019–29 гг., U.S. Bureau of Labor Statistics, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату.
45) Для операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением Бюро статистики труда США прогнозирует в среднем 11 800 вакансий в год в период с 2019 по 2029 год. Открытые вакансии включают вакансии, связанные с чистыми изменениями в занятости и чистыми замещениями. Видеть Таблица 1.10 Профильные увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2019–29 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. UTI — образовательное учреждение. и не может гарантировать работу или зарплату.
46) Студенты должны иметь средний балл не ниже 3,5 и посещаемость 95%.
47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2029 году общая численность занятых в стране специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков составит 728 800 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 год и прогнозируемый показатель 2029 года, Бюро статистики труда США, www.bls. gov, просмотрено 3 июня 2021 г.ИМП является учебным заведением и не может гарантировать работу или заработную плату.
48) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая численность занятых в стране механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям к 2029 году составит 290 800 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 год и прогнозируемый показатель 2029 года, Бюро статистики труда США, www. .bls.gov, просмотрено 3 июня 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать работу или заработную плату.
49) У.S. Бюро статистики труда прогнозирует, что к 2029 году общая численность занятых в сфере автомобильного кузова и связанных с ним ремонтов составит 159 900 человек. См. Таблицу 1.2. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.
50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и паяльщиков в стране к 2029 году составит 452 500 человек.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 г. и прогноз на 2029 г. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.
51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая численность занятых в стране операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением к 2029 году составит 141 700 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2019 год и прогнозируемый показатель 2029 года, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотр 3 июня 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать работу или заработную плату.
52) Бюро статистики труда США прогнозирует, что среднегодовое количество вакансий по стране в каждой из следующих профессий в период с 2019 по 2029 год составит: Техники и механики автомобильного сервиса — 61 700; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 24 500 человек; и сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики — 43 400 человек. Вакансии включают вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением.См. Таблицу 1.10 Разделения и вакансии по профессиям, прогноз на 2019–29 годы, Бюро США. статистики труда, www.bls.gov, дата просмотра — 3 июня 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.
Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета по высшему образованию штата Иллинойс.
Как работают дизельные двигатели?
Криса Вудфорда.Последнее изменение: 20 октября 2021 г.
Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такое случается каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромная, тяжелая нагрузка систематически поднимается против подавляющей силы гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) — и вы можете согласиться то, что вы видите, весьма примечательно. Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки.На первый взгляд, они похожи на обычные бензиновые (бензиновые) двигатели, но вырабатывают больше мощности, более эффективно, работая несколько иначе. Возьмем пристальный взгляд!
На фото: Дизельные двигатели (как в этом локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и отполированный до блеска!) British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, названный Royal Scots Grey, датируемый 1960 годом. Дизельный двигатель Napier Deltic, которым он питается.
Что такое дизельный двигатель?
Подобно бензиновому двигателю, дизельный двигатель является двигателем внутреннего сгорания. Горение — это другое слово для обозначения горения и внутреннего означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сжигается внутри основной части двигателя (цилиндров) где производится энергия.
Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром локомотивы. В паровой машине на одном конце бойлер, который нагревает воду для получения пара.Пар стекает долго трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает поршень вперед и назад для перемещения колес. Это внешний горение, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно на расстоянии 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих баллонов. Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно исходить откуда производится в цилиндр: все происходит в одном и том же место.Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии из тот же объем топлива).
На фото: типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга любезно предоставлено ВМС США и Wikimedia Commons.
Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?
Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает) смесь, делающая его взрывоопасным, и небольшую электрическую искру от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться, генерирующая мощность, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал и шестерни) крутит колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья о автомобильных двигателях.
Дизельные двигатели похожи, но попроще.Во-первых, воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо сильнее, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжат примерно до одной десятой от первоначального объема. Но в дизеле В двигателе воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали ее накачку. Чем дольше вы его использовали, тем горячее в ваших руках. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в 14-25 раз меньшее пространство, чем обычно занимает.Так много тепла, что воздух действительно горячий — обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда очень сильно горячее. Как только воздух сжимается, топливный туман распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает как сложный аэрозоль жестяная банка. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух такой горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры затыкать.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий мощность, которая приводит в движение транспортное средство или машину в на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и процесс повторяется — сотни или тысячи раз минута!
Что делает дизельный двигатель более эффективным?
Фото: Типичный дизельный двигатель, испытываемый в лабораторных условиях. Фото Пэта Коркери любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).
Дизельные двигатели вдвое эффективнее бензиновых — около 40–45 процентов. в лучшем случае эффективен. [2] Проще говоря, это означает, что при том же количестве топлива вы можете пройти гораздо дальше. (или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин для это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория того, как работают тепловые двигатели, известное как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит от от высоких и низких температур, между которыми он работает.Дизельный двигатель, работающий через большую разницу температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая низкая температура) более эффективна. Во-вторых, отсутствие системы зажигания свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может с легкостью сжимать воздух намного сильнее, а также это делает топливо более горячим и полным, высвобождая больше энергии. Есть еще одна экономия на эффективности тоже. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам потребуется подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на более низкой мощности.Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, запирая их атомы вместе (другими словами, дизель имеет более высокую удельную энергию, чем бензин). Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, так что дизельный двигатель, естественно, будет работать с меньшим трением.
Чем отличается дизельное топливо?
Дизель и бензин совершенно разные. Вы это узнаете, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель — это низкосортный, менее очищенный нефтепродукт, полученный из более тяжелых углеводороды (молекулы, состоящие из большего количества углерода и водорода атомов).Сырые дизельные двигатели без сложной системы впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе — отсюда популярность биодизеля (вид биотоплива, производимого, среди прочего, вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои первые двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель окажет людям услугу, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованная источники энергии. [3] Если бы он только знал!
Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара Защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine), чтобы сделать биодизельное топливо для своего фургона (прикрепленного к передней части), используя отработанное кулинарное масло, выбрасываемое ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющих 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).
Достоинства и недостатки дизельных двигателей
Дизели — самые универсальные двигатели, работающие на топливе, которые широко используются сегодня. можно найти во всем: от поездов и кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, эффективнее и экономичнее. Они также безопаснее, потому что дизельного топлива меньше летучий и его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей они особенно хороши для перемещать большие грузы на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовики, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что части дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большие напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Вот почему дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему, надолго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. В то время как это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели обычно более надежны и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.
Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).
Загрязнение одно из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, в том числе оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и частицы сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья.Теоретически дизели более экономичны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике есть некоторые споры о том, правда ли это. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно лучше выходят. Другое недавнее исследование показывает, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль соответствует нормам выбросов EURO 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого автомобиля с бензиновым двигателем. [4] А как насчет выбросов CO2? По данным Британского общества производителей двигателей и трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбравшие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые, хотя их эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это.Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше загрязнение.
Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут продолжать устанавливаться на тяжелых транспортных средствах — грузовиках, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все зависит от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный толчок к тому, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, и эти улучшенные газовые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях.В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вытесненными и вовсе. Опять же сами дизели постоянно развиваются; В 2011 году Министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизельное топливо может остаться. соперник в автомобилях меньшего размера на многие годы вперед, особенно если их выхлопные газы можно правильно решить.
Кто изобрел дизельный двигатель?
Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913).Вот вкратце история:
- 1861: французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
- 1876: немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
- 1878: Шотландец Дугальд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
- 1880: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру по холодильникам Карлу фон. Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
- 1890: Дизель выясняет, как улучшить внутреннее сгорание двигатель, работающий при более высоких давлениях и температурах, которому не нужна свеча зажигания.
- 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы не дать другим получить от них прибыль.
Изображение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он изобразил в своем патенте 1895 года. Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как его называют дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4).Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключает подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, а затем снова включает ее, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542846: Рудольф Дизель, способ и устройство для преобразования тепла в работу.
- 1893: Дизель создает огромный стационарный двигатель, который работает целую минуту самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 г.
- 1895: Патент на двигатель Дизеля получен в США 16 июля 1895 г.
- 1898: С помощью Дизеля первый коммерческий двигатель построен в фабрика в Сент-Луисе, штат Миссури, США, автор — Адольфус Буш (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
- 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает передавать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
- 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марн-Рейн во Франции.
- 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свое первое плавание.
- 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно. доказано.
- 1931: Клесси Камминс, основатель Cummins Engine Co., построил один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и продемонстрировал его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
- 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
- 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
- 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый (номер 103) в годичное плавание, чтобы продемонстрировать его достоинства.Несомненно, доказывая превосходство дизельного топлива, это звучит как похоронный звон для паровозов.
- 1970-е годы: мировой топливный кризис пробудил возобновление интереса к использованию небольших эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
- 1987: всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) переоборудованный девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что сделало его самым мощным торговым судном с дизельными двигателями того времени.
- 2000: Peugeot представляет первые в мире фильтры твердых частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, заявляя о 99-процентном сокращении выбросов сажи.
- 2015: Volkswagen погрузился в огромный мировой скандал из-за систематического мошенничества при испытаниях дизельных двигателей на выбросы выхлопных газов. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
- 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей, объявляя о том, что все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими с 2019 года.
ZOIL | Основы дизельного двигателя
Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания , который использует воспламенение от сжатия для воспламенения топлива при его впрыске в двигатель.
Для понимания того, как работают дизельные двигатели, полезно сравнить различия между дизельным двигателем и бензиновым двигателем. Основные отличия бензинового двигателя от дизельного:
- Бензиновый двигатель принимает смесь газа и воздуха, сжимает ее и воспламеняет смесь искрой. Дизельный двигатель забирает воздух, сжимает его, а затем впрыскивает топливо в сжатый воздух. Тепло сжатого воздуха самопроизвольно воспламеняет топливо.Дизельный двигатель не имеет свечи зажигания.
- Бензиновый двигатель сжимает в соотношении от 8: 1 до 12: 1, в то время как дизельный двигатель сжимает в соотношении от 14: 1 до 25: 1. Более высокая степень сжатия дизельного двигателя приводит к повышению эффективности.
- Бензиновые двигатели обычно используют либо карбюрацию, при которой воздух и топливо смешиваются задолго до того, как воздух поступает в цилиндр, либо впрыск топлива через порт, при котором топливо впрыскивается непосредственно перед тактом впуска (вне цилиндра).Следовательно, в бензиновом двигателе все топливо загружается в цилиндр во время такта впуска, а затем сжимается. Сжатие топливно-воздушной смеси ограничивает степень сжатия двигателя — если он слишком сильно сжимает воздух, топливно-воздушная смесь самовоспламеняется и вызывает детонацию. В дизельных двигателях используется прямой впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр. Дизельный двигатель сжимает только воздух, поэтому степень сжатия может быть намного выше. Чем выше степень сжатия, тем больше генерируется мощность.
- Форсунки для дизельного топлива, в отличие от бензиновых, должны выдерживать температуру и давление внутри цилиндра и при этом подавать топливо в виде мелкодисперсного тумана. Чтобы туман равномерно распределялся по цилиндру, некоторые дизельные двигатели оснащены специальными впускными клапанами или камерами предварительного сгорания. Новые дизельные двигатели оснащены топливной системой Common Rail высокого давления. См. «Основы дизельной топливной системы» для получения дополнительной информации об этом типе топливной системы.
- Дизельные двигатели могут быть оснащены свечой накаливания. Когда дизельный двигатель холодный, в процессе сжатия температура воздуха может не повыситься настолько, чтобы воспламениться топливо. Свеча накаливания представляет собой электрически нагреваемую проволоку, которая облегчает зажигание топлива при холодном двигателе. Свечи накаливания обычно устанавливаются на небольших дизельных двигателях. Бензиновые двигатели не требуют свечей накаливания, поскольку они не зависят от самовозгорания.
ШАГ1 | ВПУСКНОЙ (ВНИЗ) ХОД 1 | |
ШАГ2 | ХОД СЖАТИЯ (ВВЕРХ) 1 | |
ШАГ3 | ВПУСКНОЙ ХОД (ВНИЗ) 2 | |
ШАГ4 | СТУПЕНЬ КОМПРЕССИИ (ВВЕРХ) 2 | |
ШАГ5 | Процесс повторяется |
Дизельный двигатель предлагает эффективный метод выработки энергии.Он основан на сжатии для сгорания, что приводит к повышению топливной экономичности по сравнению с другими типами двигателей. E-ZOIL производит различные присадки к дизельному топливу, специально разработанные для дизельных двигателей. К ним относятся:
Дизельные двигатели— обзор
3.1.9 Оптимизация конструкции для достижения цели, конструкции для вариативности и конструкции для обеспечения надежности
Конструкция системы дизельного двигателя требует оптимизированной спецификации как номинального целевого значения, так и допуска.Оптимизация установившегося двигателя с большим количеством факторов обычно требует техники DoE. На рисунке 3.9 показаны процессы оптимизации конструкции системы дизельного двигателя. Процессы состоят из трех уровней работы:
3.9. Процесс оптимизации DoE для проектирования системы стационарного дизельного двигателя.
- ●
детерминированный процесс «проектирование для целевого» для предварительного отбора субоптимальных значений номинального значения проектной спецификации
- ●
недетерминированный процесс «проектирования с учетом вариативности» для достижения оптимального дизайна — оба номинальное значение и допуск проектной спецификации с учетом изменчивости
- ●
недетерминированный процесс «проектирования для обеспечения надежности» для достижения оптимальной конструкции — как номинальное значение, так и допуск проектной спецификации, при условии надежности.
Разница между изменчивостью и надежностью состоит в том, что анализ надежности включает влияние зависящих от времени шумовых факторов (например, ухудшение). Проект для изменчивости использует вероятностные целевые функции для управления как номинальным значением, так и диапазоном допусков, чтобы сделать проект нечувствительным к факторам шума.
Содержание этапов 1.1–1.5, описанных на рис. 3.9 для уровня дизайна для цели, подробно поясняется в разделе 3.2. Модель RSM-1, упомянутая в шаге 1.3 относится к модели эмулятора подгонки поверхности, которая связывает номинальное значение отклика с факторами. На этом слое нет модели эмулятора для допуска.
Оптимизация дизайна с учетом изменчивости проиллюстрирована шагами 2.4–2.5 на рис. 3.9. Соответствующее моделирование методом Монте-Карло показано на рис. 3.10. По сути, моделирование методом Монте-Карло представляет собой расчет вероятности с использованием случайных комбинаций случайных выборок, выбранных из вероятностных распределений нескольких входных факторов.Вероятностное распределение выходного отклика можно спрогнозировать вместе с оценкой интенсивности отказов или надежности. Чтобы оценка была точной, количество случайных выборок должно быть очень большим. Детали моделирования Монте-Карло представлены в разделе 3.4.
3.10. Распространение статистической неопределенности и расчет изменчивости.
Коэффициенты шума, упомянутые в шаге 2.1 на рис. 3.9, относятся ко всем факторам шума, охватываемым анализом изменчивости.Шаги 2.1–2.3 составляют DoE-1, и по своей сути они аналогичны шагам 1.1–1.3. Установка уровня коэффициентов шума на шаге 2.1 выполняется так же, как и на шаге 1.1 (т. Е. Только для уровней средних значений). Модели подгонки поверхности эмулятора DoE-1 RSM-1 часто требуются в качестве суррогатных моделей для замены имитационных моделей цикла двигателя, требующих больших вычислительных ресурсов, поскольку для моделирования Монте-Карло на шаге 2.5 требуются тысячи прогонов. Тысячи прогонов Монте-Карло необходимо повторить для каждого случая в DoE-2.Следует отметить, что установка уровня коэффициентов шума в DoE-2 на шаге 2.4 отличается от такового на шаге 2.1 (или шаге 1.1). Факторы шума на этапе 2.4 должны быть описаны несколькими факторами распределения (например, средним значением, стандартным отклонением; параметром масштаба и параметром формы), чтобы отразить его конкретную форму вероятностного распределения. Эти факторы называются факторами распределения вероятностей. Каждый фактор распределения вероятностей является фактором в DoE-2. Каждый коэффициент шума на этапе 2.4 должен иметь несколько уровней коэффициента для каждого коэффициента распределения вероятностей в разумном диапазоне для формы данного типа функции вероятности.Например, для коэффициента шума КПД турбины его коэффициент «среднего значения» должен иметь пять уровней настройки, чтобы охватить диапазон возможных средних значений вероятностного распределения КПД турбины, например 58%, 59%, 60%, 61% и 62%. Его коэффициент «стандартного отклонения» также должен иметь пять уровней настройки, чтобы охватить диапазон возможных различных форм вероятностного распределения КПД турбины, например 0,3%, 0,6%, 0,9%, 1,2% и 1,5%. Очевидно, размер DoE на шаге 2.4 обычно больше, чем на шаге 2.1. Например, предполагая, что DoE-2 на шаге 2.4 имеет 10 факторов (т. Е. 4 фактора управления и 3 фактора шума, которые дают 6 факторов распределения вероятности шума) и 210 случаев (прогонов), для каждого случая необходимо выполнить моделирование Монте-Карло. выполнено 1000 раз, взяв 1000 случайных комбинаций вероятностных выборок. Такой огромный объем вычислений обычно не может быть выполнен с использованием исходных подробных системных моделей. Поэтому модель RSM-1, описанная на шаге 2.3 здесь нужен как быстрая суррогатная модель.
Результат этапа 2.5 на рис. 3.9 включает все отклики двигателя в виде форм вероятностного распределения, их статистические свойства для выбранного соответствия функции распределения вероятностей и статистику вероятностей (т. Е. Интенсивность отказов для изменчивости). Статистические свойства ответов могут включать в себя следующее: минимум, максимум, среднее значение, стандартное отклонение, асимметрия, избыточный эксцесс и режим. (Определение этих параметров распределения вероятностей см. В таблицах A.1 и A.2 в Приложении.) Подозреваемые выбросы в распределении вероятностей смоделированных ответов не редкость. Выбросы не обязательно являются плохими точками данных. С ними следует обращаться осторожно, а не просто удалять автоматически. Модели эмулятора RSM-2 описаны в шаге 2.6 путем связывания факторов DoE-2 с ответами распределения вероятностей и статистикой вероятностей. Модели эмуляторов позволяют оценить чувствительность распределений вероятностей выходных данных ко всем входным факторам с использованием ранее представленных методов анализа (например,g., параметрическая развертка, двумерная оптимизация с контурными картами).
Шаг 2.7 имеет решающее значение для надежной оптимизации. В традиционной теории надежного проектирования доктор Тагучи использовал подход «двухэтапной оптимизации» (Fowlkes and Creveling, 1995a). При таком подходе допуск продукта сначала снижается до желаемой формы распределения вероятностей, а затем вся кривая распределения вероятностей смещается к желаемой цели путем корректировки номинального расчетного значения. Такой двухэтапный подход имеет определенные недостатки.Например, номинальная целевая конструкция и проект допусков разделены, и их взаимодействие сложно эффективно обрабатывать. В этой теории робастной оптимизации для проектирования системы дизельного двигателя эти недостатки преодолеваются за счет одновременной одностадийной оптимизации как номинальной конструкции, так и конструкции допусков. Математическая формулировка оптимизации с использованием моделей эмулятора DoE-2 RSM-2 на шаге 2.7 обеспечивает такую одновременную оптимизацию, поскольку модели включают все статистические свойства (номинальные или средние, допуск или отклонение) для оптимизации с ограничениями (например,g., при условии ограничения количества отказов на уровне или ниже определенного заданного целевого значения). Следует отметить, что такое преимущество предлагаемого подхода «дизайн с учетом вариативности» над традиционным подходом «двухэтапной оптимизации» может быть достигнуто только путем внедрения RSM в область надежного проектирования.
Последний уровень оптимизации системы — это надежность. Он похож на дизайн для изменчивости (рис. 3.9), но все же отличается. На шаге 3 следует использовать связанные с надежностью системные модели, распределения вероятностей и выходную статистику.2, 3.4 и 3.5, показанные на рис. 3.9 соответственно. Для сравнения, элементы, связанные с изменчивостью, следует использовать на этапах 2.2, 2.4 и 2.5.
Газовые и дизельные двигатели: в чем разница?
Когда мы подъезжаем к насосу, большинство из нас автоматически знает, следует ли выбрать бензин или дизельное топливо. В конце концов, это решение принимает ваш автомобиль. Но задумывались ли вы, в чем разница между работой газовых и дизельных двигателей?
Понимание того, что происходит под капотом, является ключевой частью ухода за вашим автомобилем.Чтобы помочь вам обрести уверенность в себе как владельцу транспортного средства, вот наиболее важные сходства и различия между бензиновыми и дизельными двигателями.
Как работают бензиновые и дизельные двигатели
По своей сути бензиновые и дизельные двигатели работают по одним и тем же принципам. Оба преобразуют химическую энергию топлива в механическую энергию для создания движения. В каждом типе двигателя это преобразование происходит посредством процесса, называемого внутренним сгоранием, когда смесь топлива и воздуха сжимается внутри цилиндров двигателя для создания небольших взрывов, называемых сгоранием, которые производят энергию.
Вне зависимости от того, водите ли вы автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем, общий процесс создания мощности одинаков. В обоих типах двигателей действие можно разделить на четыре этапа: впуск, сжатие, зажигание и выпуск. Однако разница между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, как каждый двигатель выполняет эти шаги.
- Впуск: Это первый этап процесса сгорания. На этом этапе содержимое попадает в цилиндры двигателя.В газовом двигателе это содержимое включает смесь воздуха и топлива. Однако дизельный двигатель только на этом этапе пропускает воздух в цилиндры и подмешивает топливо позже.
- Сжатие: Прежде чем произойдет возгорание, содержимое цилиндров необходимо сначала нагреть, сжав их до небольшого пространства. Поскольку бензиновый двигатель с самого начала содержит в цилиндрах как воздух, так и топливо, компрессия должна быть ниже, иначе температура внутри цилиндров может слишком сильно подняться и вызвать самовоспламенение топлива, что приведет к серьезному повреждению двигателя.Но поскольку в этот момент в цилиндрах дизельного двигателя находится только воздух, он может создавать гораздо более высокую степень сжатия и, по сути, зависит от того, достигают ли цилиндры температуры самовоспламенения на этом этапе.
- Зажигание: Способы зажигания каждого двигателя — одно из самых больших различий между бензиновыми и дизельными автомобилями. В газовом двигателе свеча зажигания создает электрический разряд, воспламеняющий топливно-воздушную смесь внутри цилиндра. Однако у дизельного двигателя нет свечи зажигания.Поскольку цилиндры в дизельном двигателе сжимают воздух выше температуры самовоспламенения, топливо воспламеняется от сочетания тепла и давления при впрыске.
- Выхлоп: Этот последний шаг одинаков как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. После того, как топливо сгорает для выработки энергии, образующиеся пары выпускаются через клапан, и весь процесс начинается заново, повторяя несколько раз каждую секунду.
— Energy Education
Рис. 1 Схема рядного четырехцилиндрового двигателя.Поршни серые, коленчатый вал зеленый, блок прозрачный [1]Дизельный двигатель — это тип теплового двигателя внутреннего сгорания, работающего на дизельном топливе. Эти двигатели работают с небольшими электрическими генераторами, называемыми дизельными генераторами, часто в отдаленных районах, а также с двигателями легковых и грузовых автомобилей (как больших, так и малых).
Процессы
Зажигание топлива
В дизельных двигателях топливо воспламеняется за счет сжатия. Температура молекул газа повышается, когда объем уменьшается из-за закона идеального газа (если газ не охлаждается одновременно).На это полагаются дизельные двигатели. Поршень сжимает воздух в цилиндре (см. Рис. 1), в результате чего он становится очень горячим. Затем дизельное топливо распыляется в форсунках, и в горячий воздух распыляется туман. Горячий воздух немедленно воспламеняет топливо, обеспечивая воспламенение. [2]
Это зажигание заставляет дизельное топливо гореть кислородом из атмосферы, который превращает химическую энергию в повышенную температуру, что позволяет газу выталкиваться обратно на поршень, см. Рис. 1.
В холодном состоянии в дизельных двигателях используется нагретый кусок металла, называемый свечой накаливания, для зажигания дизельного топлива. [3]
Запуск
Запуск дизельного двигателя сложнее, чем запуск бензинового, из-за того, как дизельные двигатели воспламеняют свое топливо. Дизельный стартер должен быть достаточно мощным, чтобы сжимать газ внутри цилиндров, воспламеняя дизельную смесь с воздухом. Это требует более высокого потребления мощности, чем традиционный двигатель с искровым зажиганием, поэтому дизельные двигатели имеют более прочные батареи.
Детали дизельного двигателя
Блок
Блок — это основа двигателя.Это большой металлический блок, обычно из алюминия или стали, с прорезанными в нем отверстиями для цилиндров.
Цилиндры
Цилиндры двигателя — это то место, где выполняется работа. Топливо впрыскивается в цилиндры, где оно воспламеняется путем сжатия дизельного топлива и воздуха вместе, что приводит к взрыву. Этот взрыв перемещает поршни, выполняя работу, позволяя транспортному средству двигаться вперед.
Поршни
Поршни — это устройства, которые скользят вверх и вниз внутри цилиндров. Их работа заключается в том, чтобы входить и выходить, соединенные с коленчатым валом, чтобы сжимать воздух, впрыскиваемый в камеру, — это вызывает нагрев воздуха.Объем воздуха, поступающего в камеру, сжимается примерно в 14-25 раз по сравнению с первоначальным объемом. [4]
Распредвал
- основная статья
Распределительный вал — это устройство, которое управляет синхронизацией двигателя. Работа распределительного вала — регулировать, когда топливо впускается в двигатель, а когда выпускается выхлоп. Эта, казалось бы, простая работа может сильно повлиять на производительность двигателя.
Форсунки
Топливная форсунка предназначена для распыления топлива.Это означает превращение жидкого топлива в туман, что резко увеличивает площадь его поверхности. Это позволяет топливу сгорать быстрее, давая больший импульс поршню. Топливные форсунки являются улучшением по сравнению с карбюраторами, поскольку они требуют меньшего обслуживания и лучше распыляют топливо. Впрыск топлива позволяет повысить эффективность двигателя, что может привести к увеличению мощности и увеличению расхода топлива.
Коленчатый вал
- основная статья
Коленчатый вал является наиболее важной частью двигателя, потому что он соединяет части вместе и позволяет двигателю создавать мощность.Его цель — превратить линейное (вверх и вниз) движение поршней во вращательное движение. Один конец коленчатого вала прикреплен к распределительному валу с помощью зубчатого ремня. Другой конец подключен к маховику, который регулирует мощность, выходящую из двигателя, что-то вроде устройства защиты от перенапряжения для вашего компьютера.
Стартер
Это одно из самых больших отличий дизельного двигателя от бензинового. Поскольку дизельные двигатели воспламеняют свое топливо за счет сжатия, стартер должен иметь возможность вызывать это сжатие, чтобы двигатель начал двигаться.Это означает, что аккумулятор на автомобиле с дизельным двигателем должен быть более мощным, чем аккумулятор на автомобиле с бензиновым двигателем.