ルドルフディーゼルにちなんで名付けられたディーゼルエンジンは、機械的圧縮の結果としてシリンダー内の空気の温度が上昇することによって燃料が点火される内燃エンジンです。したがって、ディーゼルエンジンはいわゆる圧縮点火エンジンです。これは、ガソリンエンジンやガスエンジンなど、混合気のスパークプラグ点火を使用するエンジンとは対照的です。
ディーゼルエンジンは、空気または空気と排気ガスからの残留燃焼ガスのみを圧縮することによって機能します。空気は、吸入行程中にチャンバーに導入され、圧縮行程中に圧縮されます。これにより、シリンダー内の気温が大幅に上昇し、燃焼室に噴射された噴霧ディーゼル燃料が点火します。
燃料は燃焼直前に空気中に噴射されるため、燃料の分布は不均一です。これは、不均一混合気と呼ばれます。ディーゼルエンジンによって生成されるトルクは、空燃比(λ)を操作することによって制御されます。ディーゼルエンジンは、吸気を絞る代わりに、噴射される燃料の量の変化に依存しており、通常、空燃比は高くなります。
ディーゼルエンジンは、その非常に高い膨張率と、過剰な空気による熱放散を可能にする固有の希薄燃焼により、実用的な内燃機関または外燃機関の中で最も高い熱効率(エンジン効率)を備えています。
バルブのオーバーラップ中に未燃燃料がなく、したがって燃料が吸気/噴射から排気に直接通過しないため、非直接噴射ガソリンエンジンと比較してわずかな効率の低下も回避されます。
低速ディーゼルエンジンは、最大55%の効果的な効率を達成できます。コンバインドサイクルガスタービンは、ディーゼルエンジンよりも効率的な内燃機関ですが、その質量と寸法により、車両、船舶、航空機には適していません。
ディーゼル車は、どちらも内燃エンジンを使用しているため、ガソリン車に似ています。 1つの違いは、ディーゼルエンジンには、ほとんどのガソリン車で使用されている火花点火システムではなく、圧縮点火噴射システムがあることです。
圧縮点火システムでは、ディーゼル燃料がエンジンの燃焼室に噴射され、ガスがエンジンピストンによって圧縮されたときに達成される高温によって点火されます。
ガソリン車の排出制御システムとは異なり、多くのディーゼル車には、粒子状物質を減らし、危険な窒素酸化物(NOx)の排出を無害な窒素と水に分解する追加の後処理コンポーネントがあります。ディーゼルは一般的な輸送用燃料であり、他のいくつかの燃料オプションでも同様のエンジンシステムとコンポーネントを使用しています。
ディーゼルエンジンの4つの段階(吸気、圧縮、出力、排気)を示すアニメーション。
ガソリンエンジンと同様に、ディーゼルエンジンは通常、4つのステージまたはストロークのサイクルを繰り返すことによって機能します。このサイクルでは、ピストンがサイクル中に2回上下に移動します(つまり、クランクシャフトが2回回転します)。
2ストロークディーゼルでは、完全なサイクルはピストンが1回だけ上下に動くことで起こります。紛らわしいことに、2ストロークサイクルには実際には3つのフェーズがあります。
2ストロークエンジンは4ストロークエンジンよりも小型で軽量であり、1回転に1回(4ストロークエンジンのように2回転に1回ではなく)発電するため、効率が高くなる傾向があります。これは、より多くの冷却と潤滑が必要であり、摩耗が大きくなることを意味します。
出力に基づくディーゼルエンジンには、小、中、大の3つの基本的なサイズグループがあります。
小型エンジンの出力値は、188キロワットまたは252馬力未満です。これは最も一般的に生産されているディーゼルエンジンタイプです。これらのエンジンは、自動車、小型トラック、および一部の農業および建設用途で、小型の定置型発電機(プレジャークラフトなど)として、および機械式ドライブとして使用されます。それらは通常、直噴、直列、4気筒または6気筒エンジンです。多くはアフタークーラーでターボチャージャーを搭載しています。
中型エンジンの出力容量は、188〜750キロワット、または252〜1,006馬力です。これらのエンジンの大部分は、大型トラックで使用されています。それらは通常、直接噴射、直列、6気筒ターボチャージャー付き、およびアフタークールエンジンです。一部のV-8およびV-12エンジンもこのサイズグループに属しています。
大型ディーゼルエンジンの定格出力は750キロワットを超えています。これらのユニークなエンジンは、船舶、機関車、機械駆動のアプリケーション、および発電に使用されます。ほとんどの場合、それらは直接噴射、ターボチャージャー、および後冷却システムです。信頼性と耐久性が重要な場合、毎分500回転という低回転で動作する可能性があります。
ディーゼルエンジンは、一般的に機械式エンジン、発電機、モバイルドライブとして使用されます。それらは、機関車、建設機械、自動車、および無数の産業用途で広く使用されています。彼らの領域はほぼすべての業界に及び、通りすがりのすべての内部を見ると、日常的に観察することができます。
産業用ディーゼルエンジンとディーゼル発電機には、ほんの数例を挙げると、建設、海洋、鉱業、病院、林業、電気通信、地下、および農業用途があります。プライムまたはスタンバイバックアップ電力用の発電は、今日のディーゼル発電機の主な用途です。その他の例については、さまざまなタイプのエンジンと発電機、およびそれらの一般的なアプリケーションに関する記事を確認してください。
ディーゼルエンジンは、次の理由により、ガソリンエンジンと比較してはるかに効率的で好ましいです。
ディーゼルエンジン、空気が十分に高い温度に圧縮されてシリンダーに注入されたディーゼル燃料に点火し、燃焼と膨張によってピストンが作動する内燃エンジン。
ガソリンエンジンと同様に、ディーゼルエンジンは、圧縮点火サイクルを開始する電気モーターで回転することによって始動されます。しかし、寒いときは、ディーゼルエンジンを始動するのは困難です。空気を圧縮しても、燃料に点火するのに十分な高温にはなりません。
ガソリンとディーゼルは、地下深くから来る原油から来ています。原油は精製されてガソリン(アメリカではガソリンとして知られています)またはディーゼルになります。芝刈り機、車、バス、バイクから大型船や飛行機まで、ほとんどの輸送形態ではガソリンまたはディーゼルを使用してエンジンに動力を供給しています。
ディーゼルエンジンの主要コンポーネント:
概念的には、ディーゼルエンジンは、空気を高圧/高温に圧縮してから、この高温の圧縮空気に少量の燃料を注入することによって動作します。高温により、少量の高度に噴霧された噴射燃料が蒸発します。
ディーゼルエンジンは、燃焼の開始が電気火花ではなく圧縮によって加熱された空気に依存しているため、圧縮点火エンジンと呼ばれることもあります。ディーゼルエンジンでは、ピストンがストロークの上死点に近づくと燃料が導入されます。
ディーゼルエンジンには、2ストロークと4ストロークの2つのクラスがあります。ほとんどのディーゼルエンジンは一般に4ストロークサイクルを使用し、一部の大型エンジンは2ストロークサイクルで動作します。
ディーゼルエンジンは空気を取り込んで圧縮し、圧縮空気に燃料を注入します。圧縮空気の熱が燃料に自然に点火します。ディーゼルエンジンにはスパークプラグは含まれていません。
ディーゼルは、同等のガソリンよりも低いエンジン回転数でより多くの出力を提供します。これにより、ディーゼルはガソリンエンジンほど一生懸命働いて同じ性能を発揮しないため、高速道路の長距離走行に適していると感じられます。これは、ディーゼル車をけん引に適したものにするのにも役立ちます。
効率に関しては、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンと比較して15〜20%少ない燃料を使用することでより高い効率を提供します。ディーゼルエンジンのローエンドトルクは、はるかに優れた高速道路の運転体験を提供します。ただし、この効率の価格は、同じ車のガソリンのバリエーションと比較して高いプレミアムです。
ディーゼル燃料は原油とバイオマスから作られています。米国で生産・消費されるディーゼル燃料のほとんどは、石油精製所で原油から精製されています。米国の石油精製所は、42ガロン(米国)の原油1バレルから平均11〜12ガロンのディーゼル燃料を生産しています。
ディーゼルエンジンはガスエンジンよりも効率的ですが、主に市街地走行に従事している人にとってはそれほど効率的ではありません。ディーゼル車はまた、より多くのトルクを持っているので、より印象的な加速とともにより良い燃費をもたらします。
ルドルフディーゼルにちなんで名付けられたディーゼルエンジンは、機械的圧縮によるシリンダー内の空気の高温によって燃料の点火が引き起こされる内燃エンジンです。したがって、ディーゼルエンジンはいわゆる圧縮点火エンジン(CIエンジン)です。
ディーゼル燃料は、発明者であるドイツのエンジニア、ルドルフディーゼルにちなんで名付けられた圧縮点火エンジンを使用する自動車で使用するために販売される留出燃料油の一般的な用語です。彼は1892年に元の設計の特許を取得しました。ディーゼル燃料は原油とバイオマス材料から精製されています。
3つの基本的なサイズのグループ。出力に基づくディーゼルエンジンには、小、中、大の3つの基本的なサイズグループがあります。
プレミアムディーゼルは、セタン価が高く、潤滑性が高く、標準の#2ディーゼルと比較してインジェクターの洗浄機能を提供する洗剤が含まれています。セタン価は、燃料の着火遅れを測定します。セタン価が高いほど、遅延が短くなり、点火品質が向上するため、起動が速くなり、汚染が少なくなります。
ディーゼル燃料は通常より多くの費用がかかります。頻繁に行う必要はありませんが、サービスの費用は高くなる可能性があります。ディーゼル車はより多くのNO2を生成します。ディーゼルエンジンは少しうるさいことがあります。
効率に関しては、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンと比較して15〜20%少ない燃料を使用することでより高い効率を提供します。ディーゼルエンジンのローエンドトルクは、はるかに優れた高速道路の運転体験を提供します。ただし、この効率の価格は、同じ車のガソリンのバリエーションと比較して高いプレミアムです。
1890年代に、ルドルフディーゼルは、彼の名を冠した効率的な圧縮点火内燃エンジンを発明しました。
ディーゼルは内燃エンジンを開発する意図を持っており、そのアイデアに数年間取り組んだ結果、1893年にプロトタイプが導入され、1897年に最初のディーゼルエンジン生産モデルが導入されました。
ガソリンは1892年に目立つようになりましたが、ディーゼルは少し時間がかかり、燃料源として最初に使用され認識されたとき、1893年を指すいくつかの供給源がありました。したがって、そのことを念頭に置いて、ガソリンは技術的には最初であり、ディーゼルよりも早く人気と商業的成功を収めました。
ルドルフディーゼルの最初の圧縮点火エンジンは、パリの万国博覧会でピーナッツオイルで作動しました。
最初の真の自動車エンジンは、通常、カールベンツにクレジットされています。何年にもわたって自転車とテクノロジーに夢中になっていたベンツは、1885年に最初のガソリン車と見なされるものを開発しました。問題のエンジンは単気筒4ストロークエンジンでした。
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