Двигатели внутреннего сгорания

В теории дизельные и бензиновые двигатели очень похожи. Они оба – двигатели внутреннего сгорания, преобразующие химическую энергию топлива в механическую энергию движения. Эта механическая энергия двигает поршни в цилиндрах вверх-вниз. Поршни соединяются с коленвалом, и их линейное движение преобразуется в круговое движение, которое необходимо для вращения колес. Оба типа двигателей переводят энергию топлива в движение через серию взрывов или сгораний. Главная разница – как происходит это сгорание. В бензиновом двигателе топливо с воздухом воспламеняется при помощи искры свечи. В дизельном двигателе сначала сжимается воздух, затем впрыскивается топливо. При сжатии воздух нагревается.

Отличие типов двигателей

Большая разница между бензиновым и дизельным двигателями в процессе впрыска топлива. Большинство бензиновых двигателей (исключение составляют бензиновые двигатели с прямым впрыском) впрыскивают топливо через канал вне цилиндра или через карбюратор. Топливо впрыскивается в цилиндр извне как раз перед началом такта впуска. Карбюратор смешивает топливо и воздух до попадания их в цилиндр. Следовательно в бензиновом двигателе все топливо загружается в цилиндр в течение впускного такта, и затем происходит сжатие. Степень сжатия смеси топливо-воздух определяет компрессию двигателя – если воздух слишком сильно сжать, смесь топливо-воздух самопроизвольно воспламеняется, вызывая детонацию, резко повышая температуру двигателя. Как следствие, двигатель может получить серьезные повреждения. Дизельный двигатель использует прямой впрыск – впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания. Дизельная форсунка – наиболее сложная деталь двигателя – подверглась большому количеству экспериментов. В дизельных двигателях она может располагаться в разных местах.

Форсунка должна противостоять высокой температуре и давлению внутри цилиндра и при этом точнейшим образом распылять топливо. Распределить равномерно топливо в цилиндре – тоже проблема, поэтому некоторые дизеля используют впускные клапана, предварительные камеры сгорания и другие устройства, чтобы закрутить воздух в камере сгорания для улучшения зажигания и процесса сгорания. Некоторые дизельные двигатели используют свечи накаливания. Когда дизель холодный, процесс сжатия может не довести температуру воздуха до достаточной для зажигания топливной смеси температуры. Свеча накаливания – это электрически подогреваемый провод (представьте горячие провода в тостере), который нагревает камеры сгорания и поднимает температуру воздуха для того, чтобы двигатель смог завестись. Все функции современных дизельных двигателей контролируются блоком управления с целым набором датчиков, измеряющих все, начиная с оборотов двигателя до температуры охлаждающей жидкости и даже положения поршня. Большие двигатели могут обходиться без свечей накаливания. Блок управления двигателем получает температуру воздуха и задерживает зажигание двигателя в холодную погоду, задерживая впрыск топлива. Воздух в цилиндре больше сжимается, создавая больше тепла, что помогает запуску.