История развития дизельного двигателя

В 1824 году Сади Карно формулирует идею цикла Карно, утверждая, что в максимально экономичной тепловой машине нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо «изменением объема», то есть быстрым сжатием.

История развития дизельного двигателя

В 1890 году Рудольф Дизель предложил свой способ практической реализации этого принципа. После нескольких неудач первый практически применимый образец, названый Дизель-мотором, был построен Дизелем к началу 1897 года, и 28 января того же года он был успешно испытан. Дизель активно занялся продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной практическое применение такого двигателя было ограниченным: он уступал паровым машинам того времени по размерам и весу.

Независимо от Дизеля в 1898 году на Путиловском заводе в Петербурге инженером Густавом Тринклером был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», то есть дизельный двигатель в его современном виде с форкамерой, который назвали «Тринклер-мотором». При сопоставлении двигателей постройки «Дизель-мотора» и «Тринклер-мотора» русская конструкция, появившаяся на полтора года позднее немецкой и испытанная на год позднее, оказалась гораздо более совершенной и перспективной. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным увеличение скорости вращения. «Тринклер-моторы» не имели воздушного компрессора, а подвод тепла в них был более постепенным и растянутым по времени по сравнению с двигателем Дизеля. Российская конструкция оказалась проще, надежнее и перспективнее немецкой. Однако под давлением Нобелей и других обладателей лицензий Дизеля работы над двигателем в 1902 году были прекращены.

В 1898 году Эммануэль Нобель приобрел лицензию на двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля. Двигатель приспособили для работы на нефти, а не на керосине. С 1899 года Механический завод «Людвиг Нобель» в Петербурге развернул массовое производство дизелельных двигателей. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже двигатель Дизеля получил Гран-при, чему способствовало известие, что завод Нобеля в Петербурге наладил выпуск двигателей, работавших на сырой нефти. Этот двигатель получил в Европе название «русский дизель».

Дизельное топливо, которое используется в двигателях с воспламенением от сжатия, значительно тяжелее бензина. Для быстроходных двигателей используются фракции нефти 140-360°С и выше, для тихоходных — и более тяжелое топливо.

Применение дизельного двигателя

Двигатели с воспламенением от сжатия претерпели значительные изменения. Дизельный двигатель является основным танковым двигателем, он используется в речном и морском флоте, на тепловозах. Дизельный двигатель широко используется на стационарных силовых установках различного назначения.

Дизельные двигатели получили широкое распространение. Их усредненный КПД почти вдвое может превышать КПД карбюраторного двигателя. Дизельные двигатели подразделяют на высокооборотные, среднеоборотные и малооборотные. Для каждого типа предназначено свое горючее. Высокооборотные дизели устанавливают в основном на автомобилях. Для них предназначено топливо, которое обычно и называют дизельным. Основные транспортные средства, использующие высокооборотные дизели — грузовики, но в некоторых странах поощряется установка таких двигателей и на легковые автомобили. Структура мирового производства дизельных двигателей в 1990 году была следующей:

Структура мирового производства дизельных двигателей

Легковые автомобили 28%
Легкие (до 1 т) грузовые 27%
Остальные грузовые 23%
Сельскохозяйственная техника 7%
Промышленность 15%

В Европе, например, за 15 лет (с 1975 по 1990 годы) производство легковых автомобилей с дизельными двигателями возросло почти в 10 раз.