Газодизель — это гибридный двигатель внутреннего сгорания, который сочетает в себе черты дизельного и газового агрегатов. Его ключевая особенность заключается в том, что воспламенение топливно-воздушной смеси (основным топливом служит газ) происходит не от искры, а от небольшой порции жидкого дизельного топлива, которое выполняет роль запальной дозы.
Рабочий цикл четырёхтактного газодизеля
Работа двигателя состоит из пяти последовательных процессов, составляющих полный цикл:
1. Впуск. Поршень движется из верхней мёртвой точки в нижнюю, а затем обратно вверх. Впускной клапан в это время открыт, и в цилиндр поступает горючая смесь на основе газа. Когда поршень достигает верхней точки, клапан закрывается.
2. Сжатие. Этот этап начинается с момента закрытия впускного клапана. Поршень сжимает газовоздушную смесь, значительно повышая её температуру и давление в камере сгорания.
3. Сгорание (рабочий ход). В самый пик сжатия в цилиндр впрыскивается небольшое количество жидкого дизельного топлива — так называемого запального. От высокой температуры сжатого воздуха оно мгновенно воспламеняется и поджигает основную газовоздушную смесь. Происходит контролируемый взрыв, толкающий поршень вниз.
4. Расширение. Энергия расширяющихся горячих газов преобразуется в механическую работу — она через шатун передаётся на коленчатый вал. При этом часть энергии неизбежно рассеивается в виде тепла, нагревая стенки цилиндра.
5. Выпуск. Поршень вновь движется вверх. Выпускной клапан открывается, и отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в выпускную систему. После этого цикл повторяется.
Сфера применения
Основная область использования газодизельных двигателей — газоперекачивающие станции. Такие двигатели экономически выгодны там, где есть доступ к магистральному или попутному газу. Они позволяют значительно сократить расход более дорогого дизельного топлива, используя его лишь в малых количествах для воспламенения, и при этом сохраняют высокий КПД и надёжность, характерные для дизельных конструкций.