Согласно сложившимся представлениям, дизельные двигатели производят много шума, неприятно пахнут и не дают нужной мощности. Считается, что они пригодны лишь для грузовых автомобилей, фургонов и такси. Возможно, в 1980-х гг. все было так, однако с тех пор ситуация в корне поменялась. Дизельные двигатели и органы управления системами впрыска топлива стали гораздо более совершенными. В 1985г. в Великобритании было продано почти 65 000 автомобилей с дизельными двигателями (примерно 3,5% от общего количества проданных автомобилей). Для сравнения, в 1985г. было продано всего 5380. (данные, вероятно, для рынка США).
Основные части дизельного двигателя должны быть прочнее, чем части двигателя, работающего на бензине.
Зажигание. Для зажигания не требуются искры, т.к. смесь воспламеняется под действием компрессии.
Запальные свечи. Нагревают камеру сгорания при холодном старте.
Многие дизельные двигатели были созданы на основе бензиновых двигателей, однако их основные детали обладают повышенной прочностью и способны выдерживать высокое давление.
Топливо попадает в двигатель за счет нагнетательного насоса с дозатором, который обычно прикреплен к боку блока цилиндров. В системе не используется электрическое зажигание.
Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми является снижение эксплуатационных расходов. Дизельные двигатели обладают большей эффективностью за счет сильной компрессии и низкой стоимости топлива. Разумеется, цены на дизель могут варьироваться, поэтому автомобиль с дизельным двигателем обойдется вам дорого, если вы живете в регионе с высокими ценами на дизельное топливо. Кроме того, таким автомобилям реже требуется техобслуживание, однако замена масла для них организуется чаще, чем для автомобилей, которые работают на бензине.
Повышение мощности
Основным недостатком дизельных двигателей является их малая мощность по сравнению с бензиновыми двигателями равного объема.
Эту проблему можно решить, просто увеличив объем двигателя, однако зачастую это приводит к значительному утяжелению автомобиля.
Некоторые производители снабжают свои двигатели турбонагнетателями, чтобы повысить их конкурентоспособность. К примеру, производством турбодизелей занимаются Rover, Mercedes, Audi и VW.
Как работают дизельные двигатели
Впуск
При движении поршня вниз по цилиндру открывается впускной клапан, впускающий воздух.
Компрессия
Когда поршень доходит до нижнего основания цилиндра, впускной клапан закрывается. Поршень поднимается, сжимая воздух.
Зажигание
Топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень доходит до верхнего основания. При этом топливо воспламеняется и снова приводит поршень в движение.
Выпуск
На обратном пути поршень открывает клапан выпуска, и отработанный газ выходит из цилиндра.
Четырехтактные дизельный и бензиновый двигатели работают по-разному, несмотря на то, что в их состав входят одинаковые компоненты. Основное отличие заключается в способе зажигания топлива и управления получаемой в результате энергией.
В двигателе, работающем на бензине, смесь воздуха и топлива зажигается от искры. В дизельном двигателе топливо воспламеняется под действием сжатого воздуха. В дизельных двигателях воздух сжимается в среднем в соотношении 1/20, в то время для бензиновых двигателей - это соотношение в среднем равно 1/9. Такое сжатие сильно нагревает воздух до температуры, достаточной для мгновенного воспламенения топлива, поэтому при использовании дизельного двигателя нет нужды в искрах или других способах зажигания.
Бензиновые двигатели поглощают очень много воздуха за один такт поршня (конкретный объем зависит от степени открытия отверстия дросселя). Дизельные двигатели всегда поглощают один и тот же объем, который зависит от скорости, при этом воздухопровод не оснащен дросселем. Его перекрывает один впускной клапан, а в двигателе отсутствует карбюратор и дисковый затвор.
Когда поршень достигает нижнего основания цилиндра, впускной клапан открывается. Под действием энергии от других поршней и импульса от махового колеса поршень отправляется к верхнему основанию цилиндра, сжимая воздух примерно в двадцать раз.
Как только поршень достигает верхнего основания, в камеру сгорания впрыскивается тщательно отмеренный объем дизельного топлива. Нагретый при сжатии воздух мгновенно воспламеняет топливо, которое расширяется при сгорании и снова отправляет поршень вниз, поворачивая коленчатый вал.
Когда поршень двигается вверх по цилиндру на такте выпуска, выпускной клапан открывается, позволяя отработанным и расширившимся газам выйти в выхлопную трубу. В конце такта выпуска цилиндр снова готов к новой порции свежего воздуха.
Конструкция дизельного двигателя
Дизельный и бензиновый двигатель состоят из одинаковых частей, которые выполняют одни и те же функции. Тем не менее, части дизельного двигателя обладают повышенной прочностью, т.к. они призваны выдерживать большую нагрузку.
Стенки блока дизельного двигателя обычно намного толще стенок блока бензинового двигателя. Они укреплены дополнительными решетками, которые блокируют импульсы. Помимо этого, блок дизельного двигателя эффективно поглощает шумы.
Поршни, шатуны, валы и крышки корпуса подшипников изготавливаются из самых прочных материалов. Головка цилиндра дизельного двигателя имеет особый вид, связанный с формой форсунок, а также формами камеры сгорания и вихрекамеры.
Впрыск
Для плавной и эффективной работы любого двигателя внутреннего сгорания требуется правильная смесь воздуха и топлива. Для дизельных двигателей эта проблема особенно актуальна, т.к. воздух и топливо подаются в разное время, смешиваясь внутри цилиндров.
Впрыск топлива в двигатель может быть прямым и непрямым. По сложившейся традиции чаще используется непрямой впрыск, т.к. он позволяет создавать вихревые потоки, которые смешивают топливо и сжатый воздух в камере сгорания.
Прямой впрыск
При прямом впрыске топливо опадает прямо в камеру сгорания, расположенную в головке поршня. Такая форма камеры не позволяет смешивать воздух с топливом и поджигать получившуюся смесь без жесткого стука, характерного для дизельных двигателей.
В двигателе с непрямым впрыском обычно присутствует небольшая спиральная вихрекамера (форкамера). Перед попаданием в камеру сгорания топливо проходит через вихрекамеру, и в нем образуются вихревые потоки, обеспечивающие лучшее смешивание с воздухом.
Недостатком такого подхода является то, что вихрекамера становится частью камеры сгорания, а значит, вся конструкция приобретает неправильную форму, вызывает проблемы при сгорании и негативно влияет на эффективность работы двигателя.
Непрямой впрыск
При непрямом впрыскивании топливо попадает в небольшую форкамеру, а оттуда - в камеру сгорания. В результате конструкция приобретает неправильную форму.
Двигатель с прямым впрыском не оборудован вихрекамерой, и топливо прямиком попадает в камеру сгорания. При проектировании камер сгорания в головке поршня инженеры должны уделять особое внимание их форме, чтобы обеспечить достаточную силу вихрей.
Запальные свечи
Чтобы разогреть головку блока цилиндров и блок цилиндров перед холодным стартом, в дизельных двигателях используются запальные свечи. Короткие и широкие свечи являются составной частью электросистемы автомобиля. При включении питания элементы в свечах очень быстро нагреваются.
Запальные свечи включаются при особом повороте колонки рулевого управления или с помощью отдельного переключателя. В последних моделях свечи выключаются автоматически, как только двигатель разогревается и разгоняется до скорости, превышающей скорость холостого хода.
Управление скоростью
В отличие от бензиновых двигателей, в дизельных двигателях отсутствует дроссель, поэтому объем потребляемого ими воздуха остается неизменным. Частота вращения двигателя определяется только объемами топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Чем больше топлива, тем больше энергии выделяется при сгорании.
Педаль газа подключена к датчику в система зажигания, а не к дросселю, как в автомобилях, которые работают на бензине.
Для остановки дизельного двигателя по-прежнему необходимо повернуть ключ зажигания. В бензиновом двигателе при этом исчезает искра, а в дизельном - отключается соленоид, отвечающий за подачу топлива в насос. После этого двигатель расходует оставшееся в нем топливо и останавливается. По факту, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые, потому что высокое давление сильно замедляет ход.
Как заводится дизельный двигатель
Дизельные двигатели, подобно бензиновым, заводятся при включении электромотора, запускающего цикл сжатия и воспламенения. Тем не менее, при низкой температуре дизельные двигатели заводятся с трудом, потому что сжатый воздух не разогревается до температуры, необходимой для воспламенения топлива.
Для решения этой проблемы производители изготавливают запальные свечи. Запальные свечи представляют собой питаемые от батареи электроотопители, которые включаются за несколько секунд до запуска двигателя.
Дизельное топливо
Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. Оно не проходит очистку, а потому представляет собой вязкую тяжелую жидкость, которая испаряется довольно медленно. Благодаря этим физическим свойствам дизельное топливо иногда называют дизельным маслом или мазутом. В сервисных центрах и на заправках автомобили, работающие на дизельном топливе, часто называют дервами (от diesel-engined road vehicles).
В холодную погоду дизельное топливо быстро густеет или даже замерзает. Кроме того, в нем содержится небольшое количество воды, которая также может замерзнуть. Все виды топлива поглощают из атмосферы воду. Более того, она нередко проникает в подземные резервуары. Допустимое содержание воды в дизельном топливе - 0,00005-0,00006%, т.е. четверть стакана воды на 40 литров топлива.
Лед или водяная пробка может заблокировать топливопроводы и форсунки, что делает невозможной работу двигателя. Именно поэтому в холодную погоду можно увидеть водителей, которые пытаются подогреть топливопровод с помощью паяльника.
В качестве превентивной меры можно возить с собой дополнительный бак, однако современные производители уже добавляют в топливо примеси, которые позволяют использовать его при температуре выше -12-15°C.
В России, как и в любой промышленно развитой стране мира, моторостроение играет роль одного из ключевых факторов движущей силы автопрома. Мировой опыт моторостроения показывает, что технический уровень бензиновых и дизельных двигателей, их многообразие по размерности, эффективным показателям, а также качество и удешевление продукции существенным образом зависят от развития производства компонентов.
Самые современные отечественные двигатели
Сегодня дизелестроители выпускают двигатели с двумя типами систем питания: насос-форсунки и Common Rail. Последняя, как более перспективная, получила наибольшее распространение. Действенным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля стал турбонаддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.Переход к выполнению норм Евро-4 и выше требует применения системы рециркуляции отработавших газов в сочетании с фильтром-уловителем твердых частиц, а также системы селективной нейтрализации NOx (SCR), что при переходе на Евро-5 потребует организации сети заправок с предложением реагента типа AdBlue. Отечественный транспортный дизель в ближайшие годы будет обладать: удельной мощностью 35–40 кВт/л; оптимизированной конструкцией головки и блока цилиндров из чугуна; двухступенчатым турбонаддувом с или без промежуточного охлаждения наддувочного воздуха, гибкой системой впрыска топлива с давлением впрыска до 250 МПа, предпочтительно Common Rail, стандартизированными форсунками; приводом валов газораспределения со стороны маховика; встроенным моторным тормозом; оптимизированной системой контроля расхода воздуха и рециркуляции отработавших газов; фильтром частиц в базовой комплектации; системой SCR. Найдут применение валы газораспределения (один или два) в головке цилиндров и «открытый» фильтр.
Требования экологических норм Евро-4 и выше у бензиновых двигателей выполняются за счет применения электронных систем впрыска, более совершенных систем зажигания и использования каталитических нейтрализаторов двухблочной конструкции, применения катколлекторов. Газовые двигатели ныне составляют относительно небольшую долю по сравнению с бензиновыми и дизельными моторами. Газобаллонные автомобили могут получить распространение после организации широкой сети наполнительных станций. Серьезной проблемой является отставание российских предприятий по широкому спектру технологий для получения сложных заготовок моторного производства, таких как литье из высокопрочных чугунов и чугунов с вермикулярным графитом, стальное и биметаллическое литье, а также обработка поверхностей деталей химико-термическим, лазерным, плазменным методами. Не случайно развитие отечественного моторостроения все более зависит от западных поставщиков.
Современные двигатели УМЗ
Ульяновский моторный завод (УМЗ), входящий в «Группу ГАЗ», развернул производство бензиновых двигателей стандарта Евро-4. Ведется создание силовых установок Евро-5 с перспективой выполнения норм Евро-6. К числу отличий 4-цилиндрового 125-сильного мотора УМЗ-42164 (2,89 л) можно отнести: электронную педаль газа Delphi, топливные форсунки нового поколения той же Delphi, распредвал с оптимизированными фазами, регулятор разрежения картерных газов с маслоотделителем, комплексную микропроцессорную систему управления топливоподачей и зажиганием. В 2014 г. на УМЗ стали выпускать двигатели EvoTech 2.7 рабочим объемом 2,7 л мощностью 107 л. с. Это совместная разработка «Группы ГАЗ» и южнокрейской инжиниринговой компании Tenergy. Отличительные черты мотора: новая конструкция поршневой группы, камеры сгорания и блока цилиндров; усовершенствованный газораспределительный механизм; измененные системы охлаждения, питания, зажигания и смазки. Результат - увеличенный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, надежная работа в жестких температурных условиях и сниженный на 10 % расход топлива. Двигатель соответствует нормам Евро-4 и Евро-5, его ресурс - 400 тыс. км. Ульяновские моторостроители первыми в России освоили серийное производство газобензиновых модификаций двигателей. Это 100-сильные агрегаты серии УМЗ-421647 ГБО (Евро-4) с микропроцессорной системой управления впрыском топлива и зажиганием. Дальнейшее развитие продуктовой линейки двигателей УМЗ связано с повышением экологичности и экономичности. При этом особый акцент сделают на развитии битопливных газовобензиновых модификаций.
На ОАО «Автодизель», также входящем в «Группу ГАЗ», выпускаются семейства среднелитражных рядных 4- и 6-цилиндровых двигателей ЯМЗ-534 (4,43 л) и ЯМЗ-536 (6,65 л). Агрегаты создавались для выполнения норм Евро-4, а в дальнейшем Евро-5 и выше. Их параметры находятся на уровне лучших зарубежных аналогов, а силовой диапазон составляет от 120 до 320 л. с. В конструкции моторов применяется система Electronic Common Rail System 2 фирмы Bosch, обеспечивающая давление впрыска 180 МПа с потенциалом до 200 МПа для выполнения стандарта Евро-5. Система рециркуляции отработавших газов (EGR) установлена непосредственно на двигателе, а механизм контроля над этим устройством интегрирован в систему управления двигателем. Турбокомпрессор оборудован клапаном перепуска газов на турбине, интеркулером типа «воздух-воздух» и встроенным маслорадиатором. Двигатель ЯМЗ-534, это L-образный четырехцилиндровый дизель семейства ЯМЗ-530, производства Ярославского моторного завода. Новое семейство многоцелевых дизельных двигателей ЯМЗ-530 выпуcкается в четырехцилиндровом и шестицилиндровом исполнении. Серия ЯМЗ-534 разработана на Автодизеле "с нуля", при участии известной инжиниринговой компании AVL List. ЯМЗ-534 относится к средним рядным дизелям, первый серийный мотор такого рода на территории России. Надо сказать, что в модельном ряду уже был четырехцилиндровый дизель ЯМЗ-204 (снят с производства более 20 лет назад), но в отличии от двигателя ЯМЗ-534, он относился к тяжелым дизелям и не имел турбонаддува. Базовой моделью является мотор ЯМЗ-5340, он представляет собой рядный четырехтактный дизель с турбонаддувом. Более поздние модификации двигателя ЯМЗ-5340, силовые агрегаты ЯМЗ-5341, ЯМЗ-5342 и ЯМЗ-5344, конструктивно выполнены аналогично базовой модели. Данные двигатели покрывают мощностной диапазон от 136 до 190 л.с., различаются только регулировками топливной аппаратуры за счет изменения параметров настройки электронного блока управления (ЭБУ). ЯМЗ-534 CNG это перспективный двигатель Ярославского моторного завода, спроектирован для работы на газе. Газовый двигатель ЯМЗ-534 CNG создан при участии канадской компании Westport – признанного мирового лидера по разработке газовых систем для транспорта. Двигатели ЯМЗ-534, их модификации и комплектации предназначены для установки на автомобили МАЗ, Урал, ГАЗ и ГАЗон NEXT на газовом топливе, а также автобусы ПАЗ. Ресурс моторов достигает 800–900 тыс. км пробега.
Вместе с тем локализация производства упомянутых моторов до сих пор не превышает 25 %. Важнейшие детали и системы поступают из-за рубежа. «Автодизель» в содружестве с компанией Westport разработал и выпускает линейку газовых двигателей, работающих на сжатом метане. Эти модели (Евро-4) обладают техническими и потребительскими преимуществами базового семейства ЯМЗ-530.
Двигатель ЯМЗ-536
Базовый двигатель серии ЯМЗ-536, семейства ЯМЗ-530. Входит в состав семейства шестицилиндровых L-образных дизелей производства Ярославского моторного завода. Дизель рядный, четырехтактный с воспламенением от сжатия, с непосредственным впрыском, с жидкостным охлаждением, с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха в теплообменнике типа "воздух-воздух". Дизельные моторы ЯМЗ-536 выпускаются без коробки переключения передач и сцепления. Имеются три дополнительные модификации: ЯМЗ-536-01 - комплектация под установку компрессора кондиционера; ЯМЗ-536-02 - комплектация с возможностью подключения ретардера; ЯМЗ-536-03 - комплектация под установку компрессора кондиционера с возможностью подключения ретардера. Двигатель ЯМЗ-536 используется в качестве силового агрегата техники МАЗ: грузовые автомобили, самосвалы, шасси автомобильные, тягачи с колесной формулой 4х2, 4х4, 6х2, 6х4, 6х6, 8х4 полной массой до 36 т, а также автопоезда на их базе массой до 44 т.
На «Автодизеле» выпускаются рядные 6-цилиндровые турбодизели ЯМЗ-6511 и ЯМЗ-651 (11,12 л) мощностью 362 и 412 л. с. соответственно. Для достижения параметров Евро-4 применены система Common Rail типа CRS 2 с электронным управлением подачей топлива EDC7 UC31, обеспечивающая давление впрыска топлива 160 МПа, система EGR и РМ-САТ (глушителя-нейтрализатора), доработаны системы охлаждения и наддува.
В арсенале предприятия имеются V-образные 6-цилиндровые дизели ЯМЗ-6565 (11,15 л) и 8-цилиндровые ЯМЗ-6585 (14,86 л). Для выполнения норм Евро-4 применены топливная аппаратура Common Rail на базе топливоподающего насоса высокого давления ЯЗДА и система SCR. Мощность «шестерок» составляет 230–300 л. с., а «восьмерок» - 330–450 л. с. Если говорить о дальнейшем развитии модельного ряда двигателей ЯМЗ, то в планах компании в ближайшие годы освоение выпуска двигателей мощностью от 130 до 1000 л. с., работающих на всех видах топлива.
Современные моторы ЗМЗ
Заметное место в производственной программе Заволжского моторного завода занимают двигатели, отвечающие стандарту Евро-4. На бензиновых 4-цилиндровых моделях ЗМЗ-40905.10 и ЗМЗ-40911.10 (2,7 л) мощностью соответственно 143 и 125 л. с. применены впрыск топлива во впускные каналы головки цилиндров, датчик абсолютного давления, топливная рампа с форсунками двухпоточного распыления, система вентиляции с подачей картерных газов в ресивер и привод газораспределительного механизма зубчатыми цепями.
4-цилиндровый дизель ЗМЗ-51432.10 (2,235 л) с отдачей 114 л. с. оборудован непосредственным впрыском, турбонаддувом, интеркулером, системой Common Rail фирмы Bosch с максимальным давлением впрыска 145 МПа, охлаждаемой системой EGR.
Бензиновый V-образный 8-цилиндровый ЗМЗ-52342.10 (4,67 л) мощностью 124 л. с. оснащен системой коррекции состава топливной смеси. В нынешнем году на заводе начата подготовка производства двигателей экологического стандарта Евро-5. Речь идет о бензиновых 4-цилиндровых ЗМЗ-40906.10 для автомобилей УАЗ, двухтопливных (газ-бензин) 8-цилиндровых ЗМЗ-5245.10 для автобусов ПАЗ и газовых 4-цилиндровых ЗМЗ-409061.10 для грузовика компании «БАУ-РУС». Причем битопливный двигатель будет работать на бензине, сжатом или сжиженном газе. Начать серийное производство этих моторов планируется в январе 2016 года.
Двигатели ТМЗ
Тутаевский моторный завод (ТМЗ) сосредоточен на выпуске V-образных 8-цилиндровых дизелей рабочим объемом 17,24 л. Технические особенности самого современного 500-сильного двигателя ТМЗ-864.10 (Евро-4) заключаются в применении индивидуальной 4-клапанной головки цилиндров, поршней с полостным охлаждением маслом, вставок под верхнее поршневое кольцо из жаропрочного чугуна. Мотор снабжен системой Common Rail, регулируемым турбонаддувом с интеркулером, системой EGR, встроенным водомасляным радиатором и замкнутой системой вентиляции картера.
В ближайшей перспективе будет решена задача по созданию новых моторов экологического класса Евро-4 мощностью до 700 л. с. На заводе готовы создать двигатели уровня Евро-5, но для этого потребуется закупка зарубежных комплектующих, т.к. системы впрыска топлива, развивающие давление 160 МПа, и электронные системы управления работой двигателя в России практически не выпускаются.
Двигатели КАМАЗА
На Камском автозаводе освоили выпуск линейки V-образных 8-цилиндровых дизелей уровня Евро-4 мощностью от 280 до 440 л. с.
При разработке этих двигателей (размерность 120х120 и 120х130 мм) выбор пал на систему Common Rail CRS фирмы Bosch с блоком управления EDC7 UC31. Цельнолитой картер маховика, наддув одним турбокомпрессором, цилиндропоршневая группа фирмы Federal Mogul и другие особенности позволили создать двигатели с возможностью дальнейшей модернизации.
В этих моделях обеспечено повышенное давление впрыска (существующие системы - 160 МПа, перспективные - до 250 МПа), регулирование давления впрыска в зависимости от условий эксплуатации автомобиля, точное дозирование с возможностью индивидуальной электронной регулировки, снижение уровня шума мотора. Ресурс - не менее 1 млн км пробега автомобиля. Семейства газовых двигателей (Евро-4) КАМАЗ-820.60 и КАМАЗ 820.70 рабочим объемом 11,76 л включают модели мощностью от 240 до 300 л. с. Моторы оснащены турбонаддувом, ОНВ, электронным управлением и системой обработки отработавших газов.
Для выполнения норм Eвро-5 КАМАЗ сделал упор на создание дизелей новой конструкции. Плодом совместной работы с рядом инжиниринговых фирм стало появление моторов мощностью от 280 до 550 л. с. В них нашли при- менение: система Common Rail с давлением впрыска 220 МПа; единая чугунная головка на каждый полублок вместо алюминиевых, нижние опоры коренных подшипников коленвала, объединенных в один блок; коренные и шатунные шейки коленчатого вала увеличенного диаметра. В то же время большое внимание на КАМАЗе уделяют сотрудничеству с фирмой Liebherr-International AG, которая поможет российской компании создать следующее поколение дизельных и газовых двигателей. Для этого КАМАЗ создаст современное производство в Набережных Челнах, а задача Liebherr - консультации по проектированию, монтажу и пуску в эксплуатацию технологического оборудования.
Новые рядные 6-цилиндровые двигатели рабочим объемом 12 л мощностью от 450 до 700 л. с. оснастят системами впрыска Common Rail и блоками управления производства Liebherr. Дизели будут соответствовать не только экологическим нормам Евро-5, но и обладать потенциалом выполнения требований стандарта Евро-6. У перспективных моторов КАМАЗ межсервисный интервал обслуживания будет увеличен до 150 тыс. км. Серийный выпуск двигателей запланирован на конец 2016 г.
Определение.
Дизельный двигатель – поршневой ДВС, работающий от дизельного топлива. Топливо возгорается от сильного сжатия воздуха в цилиндре.
История.
В 1890 году Рудольф Дизель предположил, что если увеличить давление в цилиндрах, то эффективность работы двигателя заметно увеличится (теория "экономичного термического двигателя"). Свои замыслы ему удалось реализовать после получения патента на свое изобретение 23 февраля 1893 года. Первая рабочая модель двигателя была собрана только в начале 1897 года, а 28 января она успешно прошла все тестирования и испытания.
Патент, который получил Рудольф Дизель 23 февраля 1893 года на свое изобретение.
В качестве топлива Рудольф Дизель предполагал использовать каменноугольную пыль, однако проведенные опыты показали, что она совершенно не подходит на эту роль из-за высоких абразивных свойств. Зола, полученная при сгорании пыли, изнашивает двигатель и выводит его из рабочего состояния. Помимо того, неосуществимой оказалась подача пыли в цилиндры двигателя. Однако, несмотря на эти неудачи, стало возможным использование тяжелых фракций нефти в качестве топлива. Хотя Рудольф Дизель первым запатентовал использование в качестве системы зажигания сжатие воздуха, однако и до него существовали люди, высказывавшие подобные идеи. Таким был и Экройд Стюард, но по непонятным причинам он не смог получить патент.
Идея Экройда Стюарда заключалась в использовании сжатого воздуха для поджигания, впрыскиваемого в емкость, топлива. Чтобы запустить двигатель, необходимо было нагреть емкость лампой, но после запуска, работа двигателя поддерживалась без дальнейшего подвода тепла. Главное упущение теории Стюарта в том, что он даже не учитывал преимущества работы от высокой степени сжатия. Перед собой он ставил задачу исключения из двигателя свечей зажигания. Вот почему в нынешнее время всем хорошо известны "дизельные двигатели ", "дизельное топливо", "двигатель Дизеля" и просто "дизель", а про Экройда Стюарда почти никто не знает.
Первые дизельные двигатели были крупногабаритными и тяжелыми, поэтому на протяжении почти 30 лет применялись исключительно в стационарных механизмах и силовых установках морских судов. Дорога в автомобилестроение была им закрыта также из-за того, что системы впрыска топлива того времени не были приспособлены к работе на высокооборотистых двигателях.
На фотографии один из первых дизельных двигателей. Он представлял собой громоздкую стационарную конструкцию с одним цилиндром.
В 20-е годы ХХ века немецким инженером Робертом Бошем был усовершенствован встроенный топливный насос высокого давления, который широко применяется и сегодня. Использование гидравлической системы в качестве нагнетателя и впрыскивателя топлива позволило избавиться от отдельного воздушного компрессора, а также увеличить крутящий момент двигателя. Но даже после этого дешевые и легкие двигатели с электрическим зажиганием лидировали среди легковых автомобилей, в то время как дизельные двигатели устанавливались только на общественный транспорт и грузовые машины.
"Дизель" в массы!
Переломным моментом в истории дизельных двигателей стали события 70-х годов. После резкого подорожания бензина, мировые производители малолитражных автомобилей заинтересовались в использовании дизельных двигателей.
О целесообразности использования дизельных двигателей заговорили и экологи. Выхлопы дизельного двигателя не такие токсичные и не загрязняют атмосферу.
Ж/Д транспорт и морские суда.
Помимо легковых автомобилей и грузовиков, дизельным двигателем оснащаются и локомотивы. "Дизель-поезда" незаменимы на неэлектрифицированных участках железных дорог благодаря своей автономности. Двухтактные дизельные двигатели с мощностью до 100.000 л.с. применяются на больших морских судах.
Принцип работы дизельного двигателя.
Четырехтактный цикл.
На первом такте работы двигателя происходит втягивание воздуха через открытый впускной клапан цилиндра. Поршень опускается.
На втором такте воздух нагревается при сильном (примерно в 17 раз) сжатии в цилиндре. Поршень поднимается.
Во время третьего такта поршень опускается, топливо впрыскивается в камеру сгорания через распылитель форсун. Топливо равномерно перемешивается с воздухом и образует самовоспламеняющуюся смесь. Энергия, образующаяся при сгорании топлива, приводит поршень в движение.
Четвертый такт – завершающий. Поршень поднимается, и выхлопные газы выходят через выпускной клапан.
Дизельные двигатели различаются конструкцией камеры сгорания:
Неразделенная камера сгорания: камера сгорания располагается в поршне, а впрыск топлива происходит в надпоршневом пространстве. Основное преимущество конструкции в пониженном расходе топлива, однако приходится терпеть грохот и шум. В нынешнее время конструкторы уделяют много внимания на разрешение этой проблемы.
Разделенная камера сгорания: топливо поступает в отдельную камеру (которая называется вихревой). Преимущественно в конструкции дизельных двигателей есть соединение вихревой камеры с цилиндром при помощи специального канала. Воздух, попадая в эту камеру, закручивается, что способствует более интенсивному перемешиванию топлива с кислородом. Раньше такая система была популярной в автомобилестроении, но из-за своей неэкономичности постепенно вытесняется конструкцией с неразделенной камерой сгорания.
Двухтактный цикл.
Помимо 4-хтактного цикла существует также и двухтактный.
На начало первого такта цилиндр, наполненный воздухом, располагаются в нижней (мертвой) точке. При перемещении поршня вверх, происходит сжатие воздуха. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется. Благодаря расширению продуктов сгорания топлива, поршень совершает работу и опускается вниз. В нижней мертвой точке цилиндр продувается от продуктов сгорания и в него поступает чистый воздух. На этом цикл завершается.
Процесс вентиляции осуществляется за счет специальных продувочных окон, которые в зависимости от положения поршня то закрываются, то открываются. Данный тип продувки называется щелевым. Альтернативой ему является клапанно-щелевая продувка. Клапана в ней служат только для отвода отработавших газов, а окна для поступления чистого воздуха.
Так как в двухтактном цикле частота рабочего хода чаще в два раза, то можно предложить, что и мощность будет больше в два раза. Однако на практике такого не наблюдается. Максимальный прирост мощности по отношению к четырёхтактному 1.6-1.7 раз.
О правильной эксплуатации дизельного двигателя, а также о его ремонте можно .
История марки Jaguar.
Большая кошка
История помнит немало примеров, когда известные автомобильные марки в силу обстоятельств оказывались навсегда преданными забвению. Похожая учесть могла постигнуть и компанию Jaguar, но к счастью «большая кошка» оказалась живучей…
текст: Максим Федоров / 02.07.2013
Корни марки Jaguar уходят к английской компании SS Cars, которая в свою очередь выросла из маленького предприятия по выпуску мотоциклетных колясок Swallow Sidecar. Это предприятие было основано в 1922 году тезками Уильямом Лайонсом и Уильямом Уолмсли. Свое название оно получило от фамилии владельца гаража, где строились первые коляски, а поскольку Swallow по-английски означает «ласточка», то эта шустрая птичка стала их эмблемой.
Сколотив на колясочном бизнесе достаточный капитал, в 1927 году компаньоны решили заняться постройкой автомобилей на шасси Austin Seven. Недорогие «ласточки» Austin Swallow оснащавшиеся 2- и 4-местными оригинальными кузовами пользовались хорошим спросом. Заказы на автомобили постоянно увеличивалось, и компания Austin оказалась не в состоянии поставлять достаточное количество шасси, поэтому Swallow стала закупать их у различных производителей: Morris, Fiat, Swift, Wolseley и Standard (в последствии ставшим основным поставщиком Swallow).
Но основатели SS Cars хотели заняться выпуском автомобилей, чья «начинка» не повторяла бы модели других производителей. Для этого они заключил договор с компанией Standard о поставках эксклюзивных шасси, которые предназначались только для компании Swallow. Первым таким автомобилем стал SS1 (Standard Swallow) премьерный показ которого прошел на Лондонском автошоу в октябре 1931-го. Эта модель оснащалась 6-цилиндровым двигателем и имела самый низкий кузов среди английских автомобилей того времени. Новинка была хорошо принята покупателями, и в следующем году появилась версия SS1 с увеличенной колесной базой, которая стала пропорциональней и просторнее прежней. Автомобиль получил массу хвалебных отзывов и даже удостоился титула «Самый красивый автомобиль в мире».
В 1935-м появилась модель, сыгравшая ключевую роль истории компании - седан SS Jaguar. После войны, когда назрела острая необходимость избавиться от «неудобной» аббревиатуры SS, его название было выбрано в качестве имени предприятия - Jaguar Car. Первым детищем вновь образованной марки стал спортивный Jaguar XK120, увидевший свет в 1949 году. Число в индексе указывало максимальную скорость (в милях в час), хотя без лобового стекла эта модель могла разогнаться и до 132 миль/час (примерно 212 км/ч), что являлось рекордом для серийных машин того времени.
Для участия в престижной гонке «24 часа Ле-Мана» в 1951 году на базе Jaguar XK120 был создан гоночный болид с обтекаемым кузовом и более мощным мотором. Модель по рождению нареченная как XK120С, позже была переименована в C-Type – уже под этим обозначением она выступила в Ле-Мане, где с ходу принесла марке лавры победителя. Обойти соперников на трассе ей не в последнюю очередь помогли дисковые тормоза на обеих осях – конструкторы Jaguar первыми установили их на гоночный болид, значительно повысив эффективность торможения.
Вдохновленная триумфом C-Type, в 1954 году компания выпускает гоночный D-Type с аэродинамическим кузовом неземной красоты. Помимо дизайна эту модель отличало конструктивное ноу-хау: в ней был впервые использован кузов-монокок, чей конструктов впоследствии стал общепринятым стандартом в строительстве гоночных болидов. Как и его предшественник, D-Type оказался успешен на трассе: в 1957 году команда Jaguar в пух и прах разгромила противников в гонке «24 часа Ле-Мана», заняв весь призовой подиум.
К сожалению, Фортуна не может улыбаться постоянно. И, как это часто бывает в жизни, за белой полосой успеха, для марки Jaguar наступила черная полоса. Вечером 12 февраля 1957 года на заводе в Браунс-Лейн вспыхнул пожар, испепеливший производственные цеха и нанесший предприятию урон в 3 млн. фунтов стерлингов (колоссальная сумма по тем временам). Впрочем, компанию недаром нарекли «Ягуаром»: как и все кошки, она оказалась живучей. Благодаря усилиям рабочих, помогавших восстановить сгоревшие цеха, всего через две недели предприятие возобновило работу, хоть и на треть своей прежней мощности.
Пока шло восстановление завода, в конструкторском бюро Jaguar кипела работа, плодом которой стал легендарный E-Type, дебютировавший на женевском автосалоне 1961 года. Модель, поражавшая своим фантастическим дизайном, динамикой и привлекательной ценой, принесла марке всемирную славу. У E-Type появились тысячи поклонников по всему миру, а нью-йоркский Музей современного искусства даже включил его в число своих постоянных экспонатов. Благодаря успеху этот автомобиль оказался долгожителем, продержавшись на конвейере 14 лет.
Сентябрь 1968 года считается датой рождения флагманского лимузина Jaguar XJ. С появлением этой модели, наконец-то прекратилась путаница в классификации седанов Jaguar. Стиль автомобиля, за созданием которого следил лично Уильям Лайонс, произвел фурор. После череды модернизаций в 1986 году появляется полностью новая модель серии XJ. Это был последний из Jaguar, получивший одобрение самого Уильяма Лайонса (1901-1986 г.г.). Через четыре года после появления нового XJ компания Jaguar была куплена Ford Motor Company.
До того, как в 1989 году Jaguar перешел под контроль американского автогиганта, дела у британцев шли их рук вон плохо: качество выпускаемых машин хромало, на запуск новых моделей не было денег, да и дилерская сеть оставляла желать лучшего. Смена руководства, пересмотр стратегии ведения бизнеса, и внушительные финансовые вливания американского концерна, помогли исправить ситуацию. Основные силы были брошены на улучшение качества сборки машин, уменьшение производственных издержек, а также развитие дилерской сети. Параллельно велась разработка нового модельного ряда, однако этот процесс был сильно растянут во времени.
Первой моделью «новой волны», появившейся лишь в 1996 году стало купе Jaguar XK8, а через 9 лет после того, как Ford сделал денежные посевы на британскую почву, на свет появился седан бизнес-класса S-Type. В дизайне этой модели читались мотивы знаменитого послевоенного купе Jaguar XK120, а по цене она была намного доступнее флагмана XJ. В 2001 году выходит еще более компактный седан Jaguar X-Type. Чтобы снизить расходы на разработку новинки, компания Ford «поделилась» с ягуаровцами платформой Mondeo, от которого были позаимствованы многие узлы X-Type. Эта модель отличилась не только тем, что стала первым автомобилем Jaguar с передним приводом, но и тем, что на ее базе появилась версия с кузовом универсал – также первым в истории британской марки.
После X-Type настал черед флагмана компании: в 2002-м появляется новый Jaguar XJ, который в пику Audi A8, получает алюминиевый кузов. Использование алюминия позволило снизить массу автомобиля на 200 кг, по сравнению с предшественником, притом, что автомобиль стал больше. Купив Jaguar, концерн Ford получил «до кучи» и марку Daimler. Чтобы покупка не оставалась бесхозной, новое руководство Jaguar решило пустить ее в дело, предлагая под маркой Daimler длиннобазные седаны XJ в самом богатом исполнении. Впрочем, не смотря на все усилия, американцам так и не удалось вывести компанию Jaguar на прибыльный уровень: в 2008 году эта марка вместе с Land Rover была продана индийской корпорации Tata.
SS1 (1934). Фото: Jaguar
SS Jaguar (1938). Фото: Jaguar
Jaguar XK120 (1949). Фото: Jaguar
Jaguar C-Type (1951). Фото: Jaguar
Jaguar D-Type (1954). Фото: Jaguar
Jaguar E-Type (1961). Фото: Jaguar
Jaguar XJ (1968). Фото: Jaguar
Jaguar S-Type (1998). Фото: Jaguar
Jaguar X-Type (2001). Фото: Jaguar
Jaguar XJ8 (2002). Фото: Jaguar
Jaguar XK. Фото: Jaguar
Jaguar XJ. Фото: Jaguar
Jaguar XF. Фото: Jaguar
Jaguar F-Type. Фото: Jaguar
История английской марки берёт начало в 20-х годах XX столетия. Изначально компания, основанная Уильямом Лайонсом, занималась производством колясок для мотоциклов, что не приносило ощутимой прибыли и привело к переориентации деятельности: фирма начала изготовлять комплектующие для Austin 7, FIAT 509A, Morris Cowley,Wolseley Homet и проектировать собственные модели.
В 1950 году компания Jaguar стала сотрудничать с автомобилестроительным концерном Daimler Motor Company (не с Daimler-Benz), а спустя ещё десять лет – поглотила Daimler.
С середины 60-х легковые автомобили Ягуар стали набирать популярность на мировом авторынке, чему поспособствовало вхождение в состав British Motor в 1966 году. В Америке большую популярность обрели модели Jaguar XK150 и XK150 Roadster с 3.4-литровым двигателем.
Спорткары и седаны Jaguar 60-х продавались по очень высокой цене, которая полностью оправдывала высокое качество исполнения.
Широкую известность в 70-80-х годах получили седаны Jaguar XJ8 и купе Jaguar XJ-S. Общественный резонанс вызвала модель Jaguar XJ220 1988 года, представленная на Токийской автомобильной выставке. Созданная Клиффом Рюделлом и доработанная Кейтом Хелфетом, эта легендарная машина была выпущена лимитированным тиражом в 280 экземпляров. В настоящее время о таком «Ягуаре» мечтают многие коллекционеры.
В конце 80-х британская компания открыла филиал по разработке спортивных прототипов на базе серийных автомобилей Jaguar семейства XJ 220 и вошла в состав американского концерна Ford.
В 90-х разрабатывался новый модельный ряд Jaguar.
Начало нового тысячелетия ознаменовалось участием британской марки в гоночных состязаниях Формулы-1 в качестве команды «Ягуар». На спортивные болиды этой команды устанавливаются двигатели Cosworth. Среди моделей, принимающих участие в гонках – F-Type Concept и Silverstone.
Модельный ряд Jaguar
Модельный ряд Jaguar радует своими потрясающими разработками, которые сочетают в себе роскошь салона, безупречное качество кузовного исполнения, стильный дизайн и мощь двигателя. Успешных предпринимателей привлекает бизнес-класс: Jaguar XF и Jaguar XFR . Высокий статус владельца способны подчеркнуть седаны представительского класса XJ. Вариант для «золотой молодёжи» - спортивные купе (Jaguar XK), дерзкие родстеры и кабриолеты (Jaguar F-Type).
Стоимость Jaguar
Стоимость «Ягуара» варьируется от двух до восьми миллионов. Одной из наиболее дорогих моделей в линейке британского бренда считается Jaguar XJ. Седан представительского класса с двигателями различной степени форсировки (240, 275, 340 и 510 лошадиных сил) имеется как в дизельной, так и в бензиновой версиях. Технические характеристики Jaguar вы можете посмотреть в нашем каталоге.