Дизельный двигатель

Полное имя Рудольф Кристиан Карл Дизель, этот человек известен нам как изобретатель одного из самых популярных поршневых двигателей внутреннего сгорания нашего времени. Родился Дизель 18 марта 1858 в Париже. Уже с юных лет его тянуло к технике и в 1872 году Дизель решает стать механиком. Он оканчивает училище, а так же Аугсбургскую политехническую школу — лучшим учеником. Обучение он продолжает в Мюнхенской высшей политехнической школе, которую в 1880 году заканчивает, сдав выпускные экзамены с лучшими результатами с начала ее существования. Вот таким замечательным и целеустремленным был этот человек.
Первый функционирующий двигатель был создан Дизелем там же в 1897 году. Мощность двигателя составляла 20 л.с. при 172 оборотах в минуту, КПД 26.2 % при весе пять тонн. Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20 % и судовые паровые турбины с КПД 12 %, что вызвало немедленный интерес промышленности. Двигатель Дизеля сразу же нашёл применение, был оценён во многих странах. 1 января 1898 основан завод по производству дизельных двигателей. Осенью 1900 года в Лондоне для этих целей регистрируется компания. Первый корабль с дизельным двигателем построен в 1903 году. В 1908-м построен первый дизельный двигатель малых размеров, первый грузовой автомобиль и первый локомотив на дизельном двигателе. В 1936-м впервые запущен в серию легковой автомобиль на дизельном двигателе (Мерседес-Бенц-260D). Его разработала компания «Даймлер-Бенц». diz1
Дизельный двигатель работает на дизельном топливе - обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. Основной показатель дизельного топлива — это цетановое число, которое характеризует способность топлива к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с -метилнафталином, которое в стандартных условиях имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным топливом. Температура вспышки, определённая по ASTM D93, для дизельного топлива должна быть не выше 70 °C. Температура перегонки, определённая по ASTM D86, для дизельного топлива не должна быть ниже 200 и выше 350 °C. Дизельное топливо — более экономичное и экологически чистое, чем бензин.
В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизельном топливе. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений — меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др., а не элементарная сера как таковая; R — углеводородный радикал. Содержание серы в нефти находится в пределах от 0,15 % (легкие нефти Сибири), 1,5 % (нефть Urals) до 5—7 % (тяжёлые битуминозные нефти); допустимое содержание в судовом топливе — до 1 %, а по последним нормативам Европы и штата Калифорния допустимое содержание серы в дизельном топливе не более 0,001 % (10 ppm). Понижение содержания серы в ДТ, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для дизельных топлив с ультранизким содержанием серы обязательным условием является наличие присадок.
Сейчас активно ищутся замены дизельному топливу, полученному при перегонки нефти. Одно из них – Биодизель. Он имеет цетановое число не менее 51 (обычное 42—45), температуру вспышки более 150 °C, имеет значительно лучшие смазочные характеристики. Главный недостаток - ограниченный срок хранения после изготовления - 3 месяца. Изготавливается из смеси растительного масла (обычно рапсового или соевого) и метилового спирта в соотношении 10—7 к 1 на простых и компактных технологических установках. Так же альтернативой обычному дизельному топливу является добавление в обычное дизельное топливо 20 % воды и 1 % эмульгатора. Смесь можно использовать в обычных дизелях без их переделки. Цвет смеси — мутно белый. Срок хранения после приготовления — около трёх месяцев. Технология применяется в Германии. Возможность добавления воды и эмульгатора в биодизель не изучена
Основное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в способе подачи топливо-воздушной смеси в цилиндр и способе её воспламенения. В бензиновом двигателе топливо смешивается с всасываемым воздухом до попадания в цилиндр, получаемая смесь поджигается в необходимый момент свечой зажигания. На всех режимах, за исключением режима полностью открытой дроссельной заслонки, дроссельная заслонка ограничивает воздушный поток, и наполнение цилиндров происходит не полностью.
В дизельном двигателе воздух подается в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия (от 14:1 до 24:1), когда воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива (800-900°С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением (от 10 до 220 МПа). Свечи у дизеля тоже могут быть, но они являются свечами накаливания и разогревают воздух в камере сгорания, чтобы облегчить запуск.
Дизельный двигатель использует в своей работе термодинамический цикл с изохорно-изобарным подводом теплоты(цикл Тр