Дизельный двигатель кто создал – Дизельный двигатель — Википедия. Что такое Дизельный двигатель
Рудольф Дизель: инженер, создавший дизельный двигатель
Полное имя изобретателя — Рудольф Кристиан Карл Дизель. Родился 18 марта 1858 года в Париже. В историю вошел как создатель дизельного двигателя.
Из биографии
Известно, что будущий изобретатель родился в семье немецких эмигрантов Элис и Теодора Дизелей. В семье было три ребенка. Отец Рудольфа организовал свое дело — производство кожгалантереи. Примечательно, что родители Рудольфа к механике не имели никакого отношения, но маленький Рудольф с самого детства приходил в трепет от машин. Ввиду этого сын часто просил маму и папу отвести его в парижский музей, посвященный ремеслам.
В 1870 году началась война между империей Наполеона III и германскими государствами. Семье Дизелей пришлось покинуть Париж — жителям с немецким происхождением и фамилией делать в столице Франции больше нечего. Частное предприятие отца было реквизировано, семья переехала в Англию. Однако Рудольф не остался жить с родителями в Англии, его отправили на историческую родину в Германию, к дяде (родной брат отца). Кристоф Барникель преподавал математику в ремесленном училище, они с Рудольфом быстро нашли общий язык. Через год Рудольф уже точно знал, кем хочет стать — инженером.
Сначала Рудольф окончил ремесленное училище, где преподавал его дядя, потом индустриальную школу Аугсбурга и, наконец, Королевский баварский политехнический институт.
Как Рудольф создал дизельный двигатель
Однажды Рудольфу пришла в голову неординарная мысль: глядя на пневматическую зажигалку он заметил, что с помощью поршня воздух в трубке сжимался и фитиль зажигался — он догадался, что нужно лишь хорошо сжать воздух и он нагреется, если нагретый воздух соединить с топливом, оно воспламениться. Рудольф начинает усиленно работать над воплощением этой идеи — он покидает компанию Линде, своего институтского преподавателя, где работал директором много лет, и открывает свое дело: в течение некоторого времени он разрабатывает несколько образцов дизельного двигателя.
В 1897 году Дизель представил готовый экземпляр работоспособного мотора: это огромный железный цилиндр, высотой 3 метра, в котором был установлен маховик, двигавший поршень. Мощность силового агрегата составляла 20 л.с., КПД — 30%. По своей эффективности двигателю не было равных: он превосходил по экономичности паровые двигатели в 4 раза.
Первый дизельный двигатель
В начале ХХ века Рудольф начинает разрабатывать двигатели для автомобилей. Однако при уменьшении размеров мотора, пропорционально падала и его надежность. Дизелю не удастся разработать пригодный аппарат, это сделают лишь через 11 лет после смерти Рудольфа.
Отношения с государством
Несмотря на то, что двигатели Дизеля раскупались огромным тиражом и устанавливались на пароходы, травами, на производства, государство не сильно жаловало изобретателя. Виной всему топливо, на котором работал двигатель. Изначально Рудольф хотел применять угольную пыль, однако ввиду ее сильных абразивных свойств детали мотора быстро выходили из строя. Поэтому Рудольфу пришлось обратиться к нефти. Германия была богата углем, а вот нефть приходилось импортировать, это увеличивало затраты.
Немецкие угольные магнаты готовились нанести Рудольфу смертельный удар через публикацию книги, в которой говорилось о технических просчетах и некомпетентности изобретателя. Не трудно догадаться, на чем основывалась злоба конкурентов — страна богата углем, а нефть с момента выхода дизельного двигателя подорожала в два раза. О готовящейся книге рассказал Рудольфу знакомый, который работал в том издательстве. Это был первый удар для конструктора. Второй удар — полное банкротство ввиду экономического кризиса и неоправданных коммерческих игр.
Окончание жизни
Дизель как бы предчувствовал свою уход: незадолго до трагедии он начал странно себя вести. Показывать сыновьям, где и что лежит, какие документы есть и для чего они нужны. Через время Рудольф вручил своей супруге чемодан и наказал ни в коем случае не открывать его до начала октября. В свое время жена обнаружит там 20 000 марок.
В сентябре 1913 года Дизель отправился с двумя друзьями в Англию по делам на пароходе. После того, как Рудольф ушел ночевать в каюту, его больше никто не видел. Выдвигались версии самоубийства и убийства, некоторые предполагали, что Рудольф инсценировал свое исчезновение сам — пассажира на том пароходе с таким именем не было зарегистрировано. Однако ни одна из версий не имеет точных подтверждений.
Роль изобретения Дизеля для современного мира
Значение изобретения Дизеля для современного мира трудно переоценить. Инструментарий Рудольфа стал основой для создания современных дизельных двигателей. После смерти инженера его двигатели набирали популярность — через десятилетия их уже вовсю устанавливают на грузовые и легковые автомобили, причины просты: экономичность, долговечность, меньше выбросов в атмосферу. Ведущие автомобилестроительные компании мира имеют в своем автопарке модели с дизельными моторами.
История создания дизеля, биография изобретателя | Дизель Маркет
Теодор Дизель, немецкий иммигрант, владел в Париже небольшой мастерской. Но в 1870 году вместе с женой и 12-летним сыном Рудольфом уехал из занятой немецкими войсками столицы Франции в Лондон: через полвека искатели сенсаций сочтут это весьма многозначительным фактом. В 1871 году Дизели поселились в немецком городе Аугсбурге, а еще через девять лет Рудольф с отличием окончил Высшую политехническую школу в Мюнхене, получил степень доктора и на полгода отправился практиковаться на машиностроительную фабрику братьев Зульцер в Швейцарию.А вскоре мюнхенский профессор Карл фон Линде, очарованный прилежным и схватывающим все на лету молодым человеком, предложил ему место директора филиала своей фирмы в Париже. Именно профессор, изобретатель «холодильника Линде», заинтересовал Дизеля проблемами тепловых двигателей — паровых и только-только появившихся благодаря изобретениям еще одного немца, Николауса Августа Отто, моторов внутреннего сгорания. За десять лет Дизель создал сотни чертежей и расчетов двигателя абсорбционного типа, работавшего на аммиаке (как в домашних холодильниках недавнего прошлого). Фантазия молодого инженера не знала границ — от миниатюрных моторчиков для швейных машин и прялок до гигантских стационарных агрегатов, использующих к тому же солнечную энергию! И все же цель ускользала — Дизелю никак не удавалось создать, хотя бы на бумаге, эффективный двигатель, чей КПД оказался бы выше 10-12 процентов и превзошел паровую машину.
Свет в конце тоннеля забрезжил в 1890 году. Рудольф оставил фон Линде, переехал в Берлин и… заменил аммиак сильно нагретым сжатым воздухом. «Не могу сказать, — писал позже изобретатель, — когда именно возникла у меня эта мысль. В неустанной погоне за целью, в итоге бесконечных расчетов родилась наконец идея, наполнившая меня огромной радостью, — нужно вместо аммиака взять сжатый горячий воздух, впрыснуть в него распыленное топливо и одновременно со сгоранием расширить его так, чтобы возможно больше тепла использовать для полезной работы».
28 февраля 1892 года Дизель подал заявку на изобретение «нового рационального теплового двигателя», а 23 февраля следующего, 1893 года получил немецкий патент № 67207 на «Рабочий процесс и способ конструирования двигателя внутреннего сгорания для машин».
«Моя идея, — писал он семье в Мюнхен, — настолько опережает все, что создано в данной области до сих пор, что можно смело сказать — я первый в этом новом и наиважнейшем разделе техники на нашем маленьком земном шарике! Я иду впереди лучших умов человечества по обе стороны океана!»
Скромно, не правда ли? Здесь отразилась всепоглощающая страсть молодого инженера — тщеславие. 34-летний доктор технических наук желал покорить мир, стать самым известным, самым богатым. И Дизель вскоре доказал, что, помимо блестящего таланта инженера, обладает недюжинной деловой хваткой. Несмотря на скептическое отношение ведущих специалистов того времени (так, Ойген Ланген, партнер Н. А. Отто в фирме «Дойц», говорил: «Прекрасно, молодой человек, обязательно работайте над своим мотором дальше. Но все это, знаете ли, абсолютно неосуществимо!»), Дизелю удалось заручиться поддержкой таких могучих покровителей, как заводы Круппа в Эссене и машиностроительная фабрика в Аугсбурге (будущий МАН).
Увы, первый экспериментальный двигатель — махина весом в 4,5 тонны оснащена была трехметровым маховиком — взорвался, чудом не убив никого из рабочих и инженеров аугсбургской фабрики. Но уже через пять месяцев, в январе 1895 года, двигатель Дизеля работал целую минуту и при 88 оборотах развил 13,2 л. с.
Однако из-за сильного перегрева мотора прогорал поршень и ломались клапанные пружины. Тогда Дизель решил, что виноват во всем жидкий бензин, и стал использовать в качестве топлива его пары. Цилиндр снабдили водяной рубашкой, а в головку вмонтировали свечу зажигания, отказавшись от краеугольного камня открытия Дизеля — принципа «самовоспламенения от сжатия».
Полгода продолжались испытания. И не дали ничего, кроме убеждения, что исследования зашли в тупик.
Консорциуму ошибка Дизеля обошлась в 30 тысяч марок, но Рудольф сумел убедить представителей Круппа и Аугсбурга в близком успехе. И в конце 1895 года мотор «с воспламенением от сжатия системы Дизеля» работал без перерыва 17 суток. А еще через два года новый двигатель можно было без опаски показывать широкой публике. Агрегат высотой в три метра развивал 172 об/мин и при диаметре единственного цилиндра 250 мм и ходе поршня 400 мм «выдавал» от 17,8 до 19,8 л. с., расходуя 258 г нефти на 1 л. с. в час. При этом термический КПД составлял 26,2 процента — вдвое выше, чем у паровой машины. Победа!
И на 39-летнего инженера полился золотой дождь. Патенты Дизеля, помимо, разумеется, Круппа и Аугсбурга, купили братья Зульцер в Швейцарии, «Дойц» в Германии (Ланген к тому времени успел умереть), братья Карельс в Бельгии, английская фирма «Мирлз Уотсон Яриан». Пивной король из Миссури Адольфус Буш отвалил Дизелю за право производства его моторов в Америке миллион немецких марок. «Особые качества моего мотора, — сиял новоявленный миллионер, — позволяют с уверенностью присудить ему пальму первенства также и в автомобилизме над всеми известными конструкциями».
Особенно заинтересовало это высказывание французские фирмы, планировавшие принять участие в автогонке Париж-Вена 1898 года. Они рассчитывали, что «дизель» прервет серию побед моторов «системы Даймлера». Тут же во французском городке Бар-ле-Дюк образовалось товарищество по производству двигателей Дизеля. А в феврале 1898 года в Стокгольме основан завод «АБ Дизелс Моторс». Новый контракт с фирмой МАН принес Дизелю второй миллион. А третий — соглашение с англоамериканским фабрикантом оружия и автомобилей Хирамом Перси Максимом.
Забросив исследования, Дизель ударился в коммерцию. Чем он только не занимался! Обладатель уже шестимиллионного состояния основал предприятие по строительству электропоездов и финансировал католические лотереи, покупал и продавал всевозможные фирмы и заводы, спекулировал нефтеносными участками, купленными по совету Эмануэля Нобеля, владельца бакинских нефтяных промыслов и главного конкурента рокфеллеровской нефтяной империи «Стандарт ойл».
Сбылись мечты сына скромного парижского ремесленника. Он — на вершине мира! Он крутит этот «маленький земной шарик», как захочет! И деньги не главное — Рудольф легко тратит 900 тысяч марок на строительство роскошного особняка, одно содержание которого обойдется ему в 90 тысяч в год. Но самое поразительное — еще ни один мотор «системы Дизеля» к тому времени даже не был продан!
Скандал разразился, когда первые дизели, доставленные заказчикам, оказались не в состоянии работать. «Дойц» отменил соглашение и приостановил выплаты Дизелю. Принадлежавшая самому изобретателю «Аугсбургер дизельмоторен фабрик» мгновенно обанкротилась. А Рудольф отправился в Париж, где получил за свой мотор… Гран-при Всемирной выставки!
Поразительно везло этому человеку. Подлечив пошатнувшееся здоровье в психиатрической клинике в Нойвиттельсбахе (что вы хотите, столь напряженная финансовая деятельность кому угодно расстроит нервы), Дизель решил поправить и банковский счет, вспомнив, наконец, о своем инженерном таланте. И через несколько месяцев военное ведомство кайзеровской Германии с восторгом ухватилось за новый проект Дизеля — многоцилиндровый судовой двигатель для строящегося броненосца «Принцрегент Луитпольд».
И вновь посыпались приглашения за границу, заявки на лицензии, лиры, франки, доллары, фунты и марки потекли рекой. Дизелю было совершенно наплевать на национальную принадлежность его деловых партнеров. Он был гражданином мира — немец, родившийся в Париже и живший в Швейцарии, Англии, Бельгии. Когда речь шла о деньгах, он был американцем с американцами, французом — с французами. Итальянцам (будущим противникам Германии в мировой войне, между прочим) он продал лицензию на производство судовых моторов. И, наконец, в сентябре 1913-го пришло приглашение от Английского королевского автоклуба — стать почетным членом. Однако на торжественное заседание по этому случаю Дизель так и не попал…
29 сентября 1913 года в бельгийском порту Зебрюгге он взошел на палубу парохода «Дрезден», направлявшегося в английский порт Харвич. Дизель был в приподнятом настроении, много шутил и смеялся. Вечером, во время ужина, когда знаменитого изобретателя пригласили за капитанский столик, он прочитал часть приветственной речи, подготовленной к заседанию. В десять Рудольф Дизель отправился к себе в каюту — отдыхать. С тех пор его никто никогда не видел.
Ах, каким лакомым кусочком оказалась история этого исчезновения для газетчиков всего мира! «Таинственная гибель изобретателя двигателя Дизеля!», «Немецкое правительство решило убрать Дизеля, чтобы сохранить в тайне строительство новых подводных лодок», — кричали аршинные заголовки газет. Дальше всех пошла нью-йоркская «Уорлд»: «Изобретатель двигателя нового типа казнен как изменник при попытке передать патенты английскому правительству».
Доказать никто ничего так и не сумел, но по мере того, как журналисты раскапывали новые факты из жизни Рудольфа Дизеля, образ инженера окутывал все более плотный покров тайны…
Неужели правда, Дизеля, словно героя детективного романа, ликвидировала кайзеровская разведка? Тайну эту так никто и не разгадал. Семья отстаивала версию самоубийства — дескать, дела Дизеля находились в плачевном состоянии, нервы вновь расшатались. И впрямь, чтобы выплатить многочисленные долги покойного, пришлось продать дом-дворец — все равно денег не хватило. А в завещании оказались подробные инструкции, которые совсем не старый еще инженер приготовил на случай своей смерти.
Но оставим шпионские страсти сочинителям романов в бумажных обложках. Гораздо интересней другое: а был ли Рудольф Дизель… изобретателем «двигателя Дизеля»?
После исчезновения инженера в его бумагах нашли документы, свидетельствующие о том, что еще в 1898 году Дизель выплатил 20 тысяч марок неким Эмилю Капотайну, Юлиусу Зонляйну и Отто Кёллеру в качестве компенсации. Трое немецких инженеров подали тогда в суд жалобу о нарушении их патентов «принципов конструкции двигателя внутреннего сгорания с автоматическим воспламенением».
А ведь был еще английский инженер Херберт Эйройд Стюарт, который в 1855-1890 гг. получил несколько патентов, связанных с усовершенствованием мотора, работавшего на тяжелом топливе. Англичанин не ограничился проектами — он построил мотор с форсункой и предкамерой, подогреваемой при пуске отдельной бензиновой лампой. И тем не менее Стюарт не возбудил дела о нарушении прав.
…В середине сентября 1913 года, за несколько дней до своей таинственной гибели, Дизель писал семье: «Я абсолютно убежден, что вскоре будет изготовлен автомобильный двигатель, работающий на сырой нефти. И тогда я буду считать главную цель моей жизни достигнутой». Добиться этой цели самому Рудольфу Дизелю было не суждено, и лишь десятилетие спустя «моторы с воспламенением от сжатия» появились на дорожных транспортных средствах.
Рудольф Дизель — изобретатель двигателя внутреннего сгорания
Не одно поколение ученых билось над повышением коэффициента полезного действия машинных двигателей. Но подать идею и обосновать ее теоретически — еще не значит изобрести что-то новое. Именно те люди, которые сумели практически подтвердить то, над чем бились сотни, и могут гордо носить звание «изобретатель». Именно таким практиком и был Рудольф Дизель, который принес в мир двигатель внутреннего сгорания, воспламеняющийся от сжатия воздуха.
Биография великого изобретателя
Родился Рудольф Дизель 1858 году в Париже. Отец работал переплетчиком, на жизнь семье денег хватало. Все же переезд в Англию был неминуем, поскольку франко-прусская война внесла свои коррективы. А семья Дизелей, как известно, по национальности принадлежала к немцам, и во избежание шовинистской реакции, вынуждена была решиться на переезд.
Вскоре 12-летнего Рудольфа отправили в родную Германию учиться к маминому брату, профессору Барникелю. Семья приняла его очень тепло, а множество книг, обучение в реальном училище, а затем в Аугсбургской политехнический школе, разговоры с умным дядей пошли на пользу будущему изобретателю с мировым именем. С 1875 года выдающийся ученик Рудольф Дизель продолжает учебу в Мюнхенской высшей технической школе, где он и воспламенился идеей изобрести двигатель внутреннего сгорания. В разговоре с профессором Бауерфейндом, тот сказал ученику о величайшем интересе современного мира к такой технической области, как машиностроение.
Только тогда он узнал, что мальчик уже давно мечтает и работает над заменой парового двигателя — двигателем внутреннего сгорания. После учебы профессор Мюнхенской школы Карл Линде позвал Дизеля работать на холодильный завод, где молодой человек занимал должность директора 12 лет. Несмотря на основную занятость, Рудольф Дизель не оставлял работы над главной целью жизни — изобретением, которое впоследствии назовут его именем. Только вот мы, современные люди, зная о дизельном двигателе, уже забыли имя его изобретателя.Первый дизельный двигатель внутреннего сгорания
Долгие годы тяжелого труда положил Рудольф Дизель для осуществления своей мечты. С помощью Карла Линде, теоретические расчеты увидело Общество Аугсбургских машиностроительных заводов, которое заинтересовалось его работами и предоставило помещение для опытов. Долгие два года усовершенствовал свое изобретение Рудольф, а во время одного из опытов произошел взрыв, сам ученый чуть не пострадал.
Вскоре справедливость восторжествовала и тяжелый труд был вознагражден — первый дизельный двигатель внутреннего сгорания перевернул мир машиностроения. Дизель решился попробовать произвести воспламенение с помощью сжатого воздуха, а потом впрыскивать туда горючее, в результате чего вспыхивало пламя. Несмотря на признания работы ученого во всем мире, приглашение в Россию и Америку, родная Германия осталась непреклонна перед его изобретением, заявив, что такой двигатель уже давно существует. Возможно, другие немецкие изобретения и существовали в разработке, но мир не стоит на месте, развивается, а победитель тот, кто пришел к финишу первым.
С такой реакцией Германии Рудольф Дизель смириться не смог, и 29 сентября 1913 года он, отправившись на пароходе в Лондон, не прибыл к месту назначения. Ночью в кают-компании остался только ученый, а утром она была пуста, и ночной костюм был не тронут. Было ли это самоубийство из-за непризнания Германией или трагическая случайность, неизвестно. Спустя некоторое время рыбаки выловили труп прилично одетого человека, но разбушевавшаяся гроза заставила их выбросить тело обратно в море. Суеверные рыбаки сочли, что душа человека просится остаться в водной стихии. Холодная вода и песчаное дно стали последним домом гениального изобретателя, память о котором до сих пор живет в его дизельном двигателе.Дизельные моторы: История развития
Может ли дизельный двигатель доставлять удовольствие от вождения
Первый официально засвидетельствованный запуск двигателя с «компрессионным зажиганием» был осуществлён в 1897 году французским изобретателем Рудольфом Дизелем. Разработку по достоинству оценили в тяжёлой промышленности и производстве грузового автотранспорта, где отмечали её непревзойдённую экономичность, а также высокий крутящий момент, что на тот момент и требовалось в сфере грузоперевозок.
Первый серийно выпускаемый дизельный двигатель был установлен на автомобиль Citroen Rosalie в 1933 году, достаточно быстро после этого появились очень красивый и редкий в наши дни Mercedes-Benz 260D и Hanomag Rekord в 1936 году.
К концу 1950 годов широкое внедрение в серийных образцах получило сочетание дизельного двигателя внутреннего сгорания и турбонагнетателя, которое активно использовалось в производстве грузовиков и кораблестроении. Параллельно с этим компания Rover активно работала над четырёхцилиндровым дизельным мотором рабочим объёмом 2,5 литра для легковых автомобилей, однако в качестве товарной продукции эти разработки были представлены лишь в 1963 году.
После этого прошло ещё 15 лет, прежде чем первый двигатель с турбонаддувом был запущен в серийное производство компанией Mercedes-Benz в модели 300SD 1978 года.
До сих пор не утихают споры о том, почему столь удачная и выгодная технология турбонаддува внедрялась в производство в течение столь длительного периода времени. В качестве основной из версий высказывается мнение о том, что это связано с лоббированием производителей бензина, стремящихся получить максимальную прибыль.
Смотрите также: Новые бензиновые и дизельные двигатели для Mercedes S-Class 2017 года
Конечно, если отбросить в сторону «теорию заговора», то очевидным становится тот факт, что передовые технологии на начальном этапе внедрения слишком дороги для массового производства и имеют множество недостатков, которые и определяют столь долгий путь к конвейеру.
Но, достаточно истории, вернёмся к заголовку нашей статьи и постараемся понять, почему мы объединили такие понятия, как прагматичный дизель и удовольствие от вождения. Если подробно рассмотреть прогресс этой технологии за прошедшие десятилетия, то от медлительных и шумных автомобилей конца 70-х годов прошлого столетия характеристики дизеля были настолько усовершенствованы к 90-м, что динамика была на уровне с бензиновыми аналогами.
Это интересно: Все новые Audi, которые выйдут до 2018 года
И всё же, ряд ключевых проблем изжить не удавалось, именно поэтому дизельные моторы были менее популярны у потребителей. Речь в конечном итоге ведётся вовсе не о том, чтобы получить хорошие показатели от мотора, а о том, как сделать агрегат, который разрабатывался для нужд промышленности, с целью достижения максимальной экономичности и обеспечения работы на дешёвом топливе, способным доставлять удовольствие от скоростного вождения весьма искушённым людям.
На начальном этапе создания такие побочные явления как шумность, вибронагруженность и чадящий выхлоп воспринимались как должное, поскольку потребителям нужна была хорошая тяга и экономичность, остальное в коммерческих перевозках второстепенно. В новой же ипостаси эти недостатки ставили крест на возможностях адаптировать дизель для установки в спортивные автомобили.
Не стоит забывать и о такой особенности подобных моторов, как работа на малых оборотах, что для интенсивного ускорения совершенно не подходит. Тем не менее, постоянная работа в этом направлении позволила если не устранить, то существенно снизить эти недостатки.
В конце 90-х – начале 2000-х дизельный двигатель под капотом семейного автомобиля воспринимался как должное, поскольку его характеристики и рабочие параметры уже не делали машину похожей на чадящий самосвал. Однако основной причиной такой покупки оставалась экономичность, ради которой жертвовали динамикой и отчасти – комфортом.
Ряд производителей, стремясь наглядно продемонстрировать прогресс технологий, продвигают на рынке спортивные модели, оснащённые дизельным двигателем. Если принять во внимание тот факт, что уже примерно 50% автомобилей в Европе оснащены такими моторами, автоконцерны сделали верный вывод о том, что люди вполне могут получать удовольствие от вождения. Но добиться надлежащих характеристик, подобающих спортивной модели, удалось всего двум производителям: BMW и Audi, которые и выпустили агрегат с маркировкой модели 123d в 2008 году. Характеристики и впрямь получились отменными: с двух литров рабочего объёма удалось снять 204 л.с. и 400 нм крутящего момента.
Огромная работа, направленная на адаптацию мотора под нужды спортивного автомобиля, позволила достигать пиковой мощности при 4400 об/мин, имея в распоряжении всего одну турбину. Это произвело фурор! Крупный автомобильный концерн BMW с авторитетным спортивным подразделением оснастил свою компактную заднеприводную модель дизельным мотором с уникальными показателями – вот, что действительно могло доставить удовольствие на пустынной загородной трассе. Даже расход топлива теперь не сможет этому помешать, поскольку, по расчётам, на одной заправке автомобиль способен преодолеть 883 км, что фактически определяет средний расход топлива в 4,5 л. на 100 км.
123d является отличным образцом инженерной работы, поскольку при всех заявленных характеристиках способен разогнать автомобиль до 100 км/ч за 7 сек. Это довольно серьёзный результат, но, всё же по современным меркам – явно недостаточный для спортивной модели.
Это прекрасно понимают и разработчики, которые уже представили новую модель дизельного двигателя. Эта трёхлитровая рядная шестёрка,мощностью 381 л.с. и крутящим моментом 740 нм способна буквально катапультировать полноприводное шасси M550d до 100 км/ч за 4,7 сек, что всего на три сотые медленнее, чем показатель легендарной М5.
Благодаря системе постоянного полного привода весь мощностной потенциал полностью реализуется в интенсивной динамике. По сути, представленная модель способна удовлетворить самую взыскательную публику. Этот мотор, который не уступает бензиновым аналогам, выигрывает в экономичности, удобстве и техническом совершенстве. Автомобиль, оснащённый им, может с лёгкостью вместить пять человек вместе с дорожными сумками, а затем пощекотать им нервы интенсивным разгоном, заставив вспомнить о ремнях безопасности.
Закон о тюнинге автомобилей: Все подробности
Спортивный дизель – это не просто очередная техническая новинка, это новая сфера применения традиционных вещей, которую непременно хочется с кем-нибудь обсудить. Неплохих результатов на этом поприще добились и инженеры из Audi с двигателем BiTDI, представляющим собой V-образную шестёрку, мощностью 313 л.с., что открывает столь перспективную нишу и для других производителей. Пока речь идёт о единичных успешных разработках в этой сфере, но, как показывает история, всё новое и передовое с годами становится доступнее и распространяется на массовую продукцию.
Уже сейчас в кругах автомобильных экспертов активно обсуждается мнение, что дизель – это будущее спортивных автомобилей. То, что мы сейчас называем дизелем, первоначально разрабатывалось для того, чтобы работать на арахисовом масле, поэтому в постнефтяную эру подобные технологии открывают гораздо больше возможностей и перспектив. Когда нефть закончится, а это рано или поздно произойдёт, без современных технологий в сфере создания дизельных двигателей мы будем вынуждены массово пересаживаться на электромобили, которые абсолютно лишены чего-то, что мы называем «удовольствие от вождения».
Смотрите также: Самые экономичные дизельные автомобили компакт-класса
Кроме того, для выработки электроэнергии вполне смогут использоваться и те же самые дизельные моторы, адаптированные для работы на биотопливе или каких-либо химических отходах.
Эти моторы при незначительных доработках будут способны работать на любой маслянистой субстанции, в том числе и органического происхождения, что открывает нам новые источники альтернативного топлива. Кроме того, ещё в самом начале 20 века существовали разработки по использованию в качестве топлива в таких двигателях угольной пыли. И если такое горючее и станет слишком дорогим или дефицитным, то для того чтобы получить удовольствие от вождения, нам всё равно придётся прибегнуть к к изобретению Рудольфа Дизеля.
Автор: Сергей Василенков
Дизельные двигатели
Французский ученый С. Карно в 1824 году создал основы термодинамики. В этой работе он, в числе многого другого, утверждал, что заставить тепловую машину работать наиболее экономично можно, доводя рабочее тело до температуры вспышки топлива сжатием. Фактически он сформулировал принцип, на котором работают дизельные двигатели. Оставалось только взять и сделать такой двигатель. Но этого пришлось ждать еще несколько десятков лет.
В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель получает патент на первый двигатель (показан на рисунке), работающий на сжатии воздуха до температуры вспышки. В 1987 году первый «дизель-мотор» (так немцы называют двигатель с воспламенением от сжатия) заработал и доказал свою эффективность.
По сравнению с «отто-мотором» (бензиновый двигатель со свечами зажигания) новый двигатель был более тяжелым и поначалу не внушал большого энтузиазма. Но только поначалу. Устройство дизельного двигателя первых образцов включало воздушный компрессор для впрыскивания топлива.
Сам Дизель вначале предполагал применить совсем уж экзотический вариант: угольная пыль. Смесь угольной пыли и воздуха, конечно, способна работать в двигателе, но за сколько часов абразивные частицы съедят кольца, поршни, седла и тарелки клапанов, об этом как-то не подумали. Да и саму угольную пыль получить не так просто.
Из-за тяжелого компрессора двигатель оказывалось невозможно применить на наземном транспорте. Но в работе он расходовал так мало горючего и работа его была настолько устойчивой, что отказаться от него было уже невозможно. Расчеты показывали, что от двигателя можно ожидать значительно большую мощность, если решить проблему с подачей топлива.
У инженеров возникла идея заменить компрессор плунжерным насосом. Качать топливо в жидком виде было чрезвычайно выгодно, на это уходит гораздо меньше энергии, а насос можно сделать совсем небольшим. Однако, изготовить плунжерную пару было не так просто. Дело в особой точности изготовления — расстояние между деталями составляет 2-3 микрона.
Все же дизелям нашлась работа. Впервые они были установлены на немецких подводных лодках еще при кайзере Вильгельме. (Возможно, с этим как раз связано темная история исчезновения самого изобретателя, утонувшего в Ла-Манше по дороге в Англию.)
В 1920 году Роберт Бош наконец, получает качественный плунжерный насос. В цилиндры двигателя научились подавать больше топлива. Теперь обороты дизельного двигателя и его удельная мощность, становятся достаточными для установки на автотранспорте. Вместе с насосом Бош разрабатывает и очень удачную форсунку для топлива.
Сгорание топлива в дизельном двигателе
Проще всего понять, как работает дизельный двигатель, если посмотреть на сгорание топлива в нем. В дизелях используется тяжелое топливо. Это означает, что двигатель внутреннего сгорания такого типа может работать на керосине (известном как солярка), мазуте, сырой нефти, и даже на некоторых растительных маслах.
Все эти виды топлива более калорийны, чем бензин. Так что, рабочая температура дизельного двигателя заметно выше, чем у бензинового. Но тяжелые виды топлива горят хуже, чем бензин, медленнее и трудно поджигаются. Для их воспламенения требуется большая степень сжатия, воздушно-топливная смесь должна нагреваться до 700-800°С.
Вязкость любого из дизельных видов топлива, даже в подогретом состоянии, выше бензиновой, а распылять его необходимо до мельчайшего состояния, особенно в быстроходных дизелях. Еще экспериментальный двигатель Дизеля работал при впрыске топлива под давлением не менее 50 бар (атм), а практический двигатель требует 100-200 бар.
Однако, у тяжелых калорийных топлив есть свое преимущество перед бензином. Давление в цилиндре дизеля практически постоянно на всем такте расширения, поэтому крутящий момент у них весьма значителен и стабилен. Благодаря постоянному давлению, угол опережения зажигания также остается постоянным и регулировки не требует. Ресурс дизельного двигателя больше, чем у бензинового. Есть области, где дизель практически незаменим, например в сельскохозяйственном тракторе.
Разновидности дизельных двигателей
Принцип действия дизельного двигателя для всех из них одинаков: сначала производится сжатие свежего заряда рабочего тела (воздуха), затем впрыскивается топливо. От высокой температуры смесь воспламеняется и сгорает, поднимая давление. Под его действием поршень двигается обратно и в нижней точке выпускной клапан цилиндра открывается, выпуская отработанный газ. В основном, это углекислый газ, дизельные двигатели экологически чище бензиновых.
Камеры сгорания дизелей могут выполняться непосредственно в днище поршня — там делается выемка особой формы — или в ряде случаев используют предкамеры (или форкамеры, как это говорят на родине двигателя). Первый вариант — самый экономичный, второй считался оптимальным в прежние годы. Сейчас, когда экономичность, во многих случаях, считается решающей, от предкамерных вариантов снова отказываются.
Рабочий процесс в дизеле может протекать, как и в бензиновом двигателе, в два или четыре такта. Подавляющее большинство дизелей — четырехтактные. Двухтактные проще реверсировать, поэтому они распространены на морских судах, где применяется жесткая связь с гребным валом. Камеры сгорания в двухтактных дизелях не разделяются из-за очевидных проблем с продувкой форкамеры.
Конструкция дизельного двигателя зависит от его мощности и назначения. Наиболее мощные двигатели, применяемые на судах и некоторых электростанциях, имеют крейцкопф — устройство для снижения боковых сил на поршень. Все мощные дизели имеют сложно устроенное дно, потому, что подвергаются высокой температуре.
Часть, обращенная в цилиндр, делается стальной, а остальная часть поршня (юбка) — алюминиевой. Кроме того, в поршне сделаны канавки для системы масляного охлаждения.
Типы дизельных двигателей различаются и по расположению цилиндров. Бывает рядовое, V-образное и даже такое, при котором цилиндры располагаются с разворотом на 180 градусов. Это зависит от тех условий, которые имеются на месте установки двигателя. Например, на современном грузовике или автобусе, скорее всего, будет применен двухрядный дизель, установленный под полом кабины водителя. Как устроен дизельный двигатель, будет зависеть и от наличия наддува.
Турбонаддув дизелей
Мощность дизельного двигателя, без увеличения расхода топлива, можно повысить при помощи турбокомпрессора. Тогда можно использовать еще неплохой кусочек диаграммы цикла Карно. Эксплуатация дизельного двигателя с турбокомпрессором имеет то преимущество, что используя энергию выхлопных газов можно раскрутить турбину, и на том же валу установить другую турбину — компрессор.
Этот компрессор будет нагнетать воздух, поступающий через впускной коллектор, увеличится заряд воздуха в цилиндрах, и, таким образом, мощность двигателя заметно возрастет. (Работу таких двигателей легко узнать по характерному свисту в момент раскручивания турбины.)
Плюсы и минусы дизелей
Преимущества дизельного двигателя — это высокий и постоянный крутящий момент в сочетании с высокой экологичностью выхлопных газов (это относится, правда, только к современным двигателям). Также вне конкуренции их высокий КПД, самый высокий среди ДВС. Известны дизели (MAN) дающие свыше 50%, (что считалось «теоретическим» максимумом). Там использован максимум всех современных достижений. Экономичность достигает до 40%, если провести сравнение с бензиновыми.
Проблемы дизельных двигателей, а без них техники не бывает, заключаются в тяжелом пуске, из-за высокой степени сжатия (до 25 в современных двигателях), на автомобилях приходится ставить мощный стартер и аккумулятор. Большая точность изготовления деталей насосов высокого давления и форсунок затрудняет обслуживание.
Дизели крайне чувствительны к механическим загрязнениям топлива, для очистки которого приходится применять даже центрифугу в составе топливной аппаратуры. При равном объеме в литрах, дизельный двигатель уступает бензиновому по мощности, при равной мощности дизель тяжелее. Дизельный двигатель требует более качественных сплавов для своего изготовления и заметно дороже бензинового.
И все же, сравнивая преимущества и недостатки дизельного двигателя, можно сделать выбор в пользу дизеля. Особенно этому способствует технический прогресс в области электроники и блоков управления двигателями. Система «общая магистраль» (common rail) и электромагнитные форсунки позволяет сильно упростить ТВНД, а блок управления доводит экономию топлива до максимума, поскольку работает на любых переходных режимах и успевает все отследить.