Дизель (двигатель внутр. сгорания)

Дизель, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия. Воспламенение в цилиндре Д. происходит при впрыске топлива в воздух, нагретый до высокой температуры в результате сжатия поршнем. Д. назван по имени немецкого инженера Р. Дизеля, построившего в 1897 первый двигатель с воспламенением от сжатия. Д. работает на топливе, которое значительно дешевле бензина (см. Дизельное топливо). Существуют также газовые двигатели, работающие по циклу Д. (см. Газодизель).

Д. относятся к наиболее экономичным тепловым двигателям. Удельный расход топлива лучших Д. составляет около 190 г/(квт·ч) [140 г/(л. с.·ч)], а для большинства типов Д. не превышает 270 г/(квт·ч) [200 г/(л. с.·ч)] на номинальной мощности. Такие расходы топлива соответствуют кпд 31‒44% (кпд карбюраторных ДВС обычно 25‒30%). Частота вращения вала Д. обычно 100‒3000 об/мин и лишь в отдельных случаях достигает 4000‒4500 об/мин. Увеличение частоты вращения Д. ограничивается временем, необходимым для смесеобразования и сгорания топлива. В Д. не возникает детонации, поэтому диаметры цилиндров практически не ограничены и в судовых Д. достигают 1 м; мощность в одном агрегате превышает 30000 квт (40 000 л. с.). Удельная масса на единицу мощности у Д. от 3 до 80 кг/квт (от 2 до 60 кг/л. с.). Срок службы Д. ‒ от 5 до 80 тыс. ч.

Д. различают по конструкции камер сгорания. В Д. с неразделённой камерой в процессе смесеобразования топливо равномерно распределяется по камере сгорания за счёт большого числа струй. В вихрекамерных Д. поток воздуха закручивается при вытеснении его в вихревую камеру в процессе сжатия, а топливо впрыскивается в быстро вращающийся вихрь. В предкамерных Д. смесеобразование осуществляется вследствие поступления воздуха и топлива из предкамеры в основную камеру, вызванного начавшимся сгоранием и повышением давления в предкамере. Для конструкции «камера в поршне» характерно плёночное смесеобразование, когда топливо подаётся на стенку камеры, а его пары захватываются вихрем воздуха и хорошо перемешиваются.

Конструкции Д. многообразны. Так, в СССР на маневровых тепловозах и судах применяют V-образные 12-цилиндровые Д. с водяным охлаждением и газотурбинным наддувом. В качестве основных тепловозных двигателей используются вертикальные рядные 2-тактные Д. с прямоточной продувкой. Наибольших размеров достигают судовые тихоходные Д.: например, 2-тактный рядный с клапанно-щелевой продувкой фирмы «Бурмейстер ог Вайн» (Дания) имеет диаметр цилиндра 840 мм, ход поршня 1800 мм, массу 885 т, высоту 12,1 м. Судовые Д. часто делают крейцкопфного типа (см. Крейцкопфный двигатель). Д. иногда выполняют без коленчатых валов (см. Свободнопоршневой генератор газа). Реже применяют W-образные и Х-образные Д., т. е. вместо 2 блоков цилиндров, как у V-образного, эти Д. имеют 3 или 4 блока, а также Д. звёздообразные с расположением цилиндров лучами и даже многозвёздные (блоки звёзд) до 42 цилиндров и более.

Область применения Д. обширна. Наибольшие объёмы применения приходятся на тракторостроение, ежегодно возрастает применение Д. в автомобилестроении. В СССР около 50% локомотивов ж.-д. транспорта составляют тепловозы, т. е. локомотивы с Д., в США большинство локомотивов ‒ тепловозы. В речном флоте теплоходы с Д. и дизельэлектроходы практически вытеснили пароходы. Д. оборудуют самоходную военную технику (танки и ракетные установки). Широко применяют Д. в качестве передвижных и стационарных энергетических установок в районах, удалённых от линий электропередач (см. Дизельная электростанция). Совершенствование Д. осуществляется путём повышения удельной мощности, частоты вращения, надёжности и долговечности, расширения ассортимента применяемых топлив (многотопливные двигатели).

Лит.: Дизели. Справочник, под ред. В. А. Ваншейдта, М. ‒ Л., 1964; Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей, 2 изд., М., 1970; Ricardo Н. R., The heigh-speed internal-combustion engine, L., 1955.

Д. Н. Вырубов, В. П. Алексеев.