разработка дизельного двигателя

разработка дизельного двигателя

ДИЗЕЛЬ Рудольф Кристиан Карл
(Немецкий изобретатель, 1858-1913г.г.)

ДИЗЕЛЬ Рудольф Кристиан Карл (Diesel Rudolf Christian Karl) родился 18 марта 1858 года в Париже в семье ремесленника из Аугсбурга. Учился в Мюнхенской высшей технической школе. После знакомства с основами теории тепловых машин, увлекся идеей увеличения КПД паровой машины. По замыслу Дизеля сжигание горючей смеси следует проводить внутри цилиндра, предварительно повысив степень сжатия. Дизель решил сжимать не горючее, а только воздух, и к концу сжатия впрыскивать в цилиндр жидкое топливо под высоким давлением. Эти соображения изложены. Дизелем в работе Теория и конструкция рационального теплового двигателя . В начале своих изысканий он попытался создать двигатель, работающий на угольной пыли, но безрезультатно. Лишь когда Дизель использовал в качестве горючего частично очищенную нефть, он добился заметных результатов. В 1897 году работы над новым двигателем были завершены. КПД двигателя был значительно выше, чем у паровых машин и он не нуждался в системе зажигания. Историю своего изобретения Дизель изложил в книге Создание дизельного двигателя . Новый двигатель получил широкое применение, особенно в наше время. Умер Дизель 29 сентября 1913 года по пути из Амстердама в Лондон

Как разрабатывался дизельный двигатель:

В 1892 году Дизель получил патент на описанный принцип работы двигателя, а в 1893 году выпустил брошюру Теория и конструкция рационального теплового двигателя с описанием мотора и своими математическими выкладками.

Брошюра привлекла к себе большое внимание. Впрочем, большинство инженеров считало идею Дизеля несбыточной. Крупнейший специалист по газовым двигателям того времени Келер предупреждал, что получить такой высокий КПД невозможно, поскольку в двигателе Дизеля очень высоки потери мощности на сжатие воздуха до температуры воспламенения, и при работе по циклу Карно вся полезная работа будет расходоваться только на поддержание его собственного движения. Тем не менее Дизель стал настойчиво предлагать свою модель различным немецким фирмам. Поначалу он повсеместно встречал отказ. Не отчаиваясь, он продолжал переписку, спорил, доказывал и наконец добился успеха: фирма Крупа в Эссене согласилась финансировать расходы, а руководство Аугсбургского завода - изготовить пробный образец.
Уже в июле 1893 года был изготовлен первый одноцилиндровый двигатель Дизеля. В соответствии с первоначальным проектом, сжатие в его цилиндре должно было достигать 90 атм., а температура перед началом впуска горючего - 900 градусов. Поскольку температура не должна была сильно превышать этот предел, никакой системы охлаждения для мотора не предусматривалось. Компрессор также не планировался - угольный порошок предполагалось вдувать насосом.
Но еще на стадии сборки Дизель, проверив свои расчеты, убедился, что Келер прав - затраты мощности двигателя на сжатие воздуха до 90 атмосфер оказались чрезмерно велики и съедали весь выигрыш в КПД за счет работы по циклу Карно . Пришлось прямо на ходу переделывать задуманное. Чтобы снизить потери мощности на сжатие. Дизель решил уменьшить давление в цилиндре более чем вдвое - до 35-40 атм. В связи с этим температура сжатого воздуха вместо 900 градусов должна была составлять всего 600. Это было очень мало разность температур в формуле Карно оказывалась слишком незначительной для получения высокого КПД. Чтобы поправить дело и повысить мощность мотора, Дизелю пришлось отказаться и от второго важного момента своей конструкции расширения рабочего тела при постоянной температуре. Он рассчитал, что температура при сгорании топлива должна возрастать до 1500 градусов. А это, в свою очередь, требовало, во-первых, самого интенсивного охлаждения мотора, а во-вторых, более калорийного горючего. Угольная пыль не могла дать такой высокой температуры, поэтому Дизель был принужден обратиться к жидкому топливу. Но при первой же попытке впрыснуть в цилиндр бензин, произошел взрыв, едва не унесший жизни изобретателя и его помощников.
Так закончилось первое испытание. Оно имело двоякий результат. Дизелю пришлось шаг за шагом довольно сильно отступить от первоначальной схемы своего идеального мотора . Но, с другой стороны, некоторые принципиальные моменты его расчетов подтвердились - сильное сжатие рабочей смеси вело к повышению КПД и, кроме того (взрыв доказал это), оказалось, что топливо действительно можно воспламенять путем сжатия, не прибегая к дорогостоящей системе зажигания. Поэтому фирмы, финансировавшие проект, остались в целом удовлетворены достигнутым успехом, и Дизель получил возможность продолжать свои эксперименты.
В июне 1894 году был построен второй двигатель, для которого Дизель придумал форсунку, управлявшую впрыском керосина. В этой модели давление в цилиндре доводилось до 35-40 атм., а температура в конце сжатия - до 500 - 600 градусов. Мотор не только удалось запустить, но и заставить работать на холостом ходу с частотой до 80 оборотов в минуту. Это был большой успех идея Дизеля оказалась жизнеспособной. В 1895 году был построен третий двигатель, который мог уже работать с небольшой нагрузкой. Для впрыскивания керосина здесь впервые был предусмотрен компрессор. Кроме того, пришлось разработать систему интенсивного охлаждения, чтобы предотвратить заклинивание цилиндра. Только после этого в 1896 году запуск нового опытного образца принес успех. При испытании с нагрузкой КПД мотора оказался 36%, а расход керосина составил около 200 г на лошадиную силу в час. Хотя эти показатели и были очень далеки от параметров идеального мотора , они все же впечатляли: КПД нового двигателя оказался на 10-12% выше, чем у бензиновых двигателей того времени, а по своей экономичности он превосходил их почти в два раза Пусть Дизелю не удалось исполнить свою мечту, все же сделанное им имело огромное значение - благодаря его настойчивости была разработана принципиально новая конструкция двигателя внутреннего сгорания, которая была и остается лучшей на протяжении ста последних лет.

Интернет ресурсы:

http://www.mototech.ru

http://www.a-time.ru

Полезный совет?

эксперт, ответивший на вопрос

Куратор.
Продвинутый

Похожие статьи

Комментарии

Еще нет комментариев.

оставить свой комментарий

* - скрыт от пользователей, только для уведомлений