Дизельный двигатель

Благодаря высокой эффективности дизельный двигатель широко применяется на грузовых автомобилях. Вместе с тем, большинство легковых автомобилей имеют в линейке своих моторов дизельные двигатели. В Европе дизель постепенно вытесняет бензиновые двигатели, к примеру, свыше 50% новых легковых автомобилей там имеют дизельный двигатель.

На легковых автомобилях используются быстроходные дизели, обладающие высокой эластичностью, т.е. способностью развивать номинальный крутящий момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Принцип работы дизельного двигателя основан на самопроизвольном (компрессионном) воспламенении дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания и смешиваемого со сжатым и нагретым до высокой температуры воздухом. В отличие от бензинового двигателя процесс работы дизеля не зависит от коэффициента избытка воздуха, а определяется гетерогенностью (неоднородностью) топливно-воздушной смеси.

Дизельный двигатель имеет ряд отличительных особенностей:

1. имеет большую степень сжатия и как следствие более высокий коэффициент полезного действия, больший вес и габариты, низкий расход топлива;
2. имеет низкие обороты коленчатого вала и как следствие меньшую удельную мощность, сопровождаемые неполным сгоранием топлива, сажеобразованием;
3. не имеет дроссельной заслонки, поэтому развивает высокий крутящий момент на низких оборотах;
4. имеет сложную конструкцию топливной аппаратуры и как следствие высокую чувствительность к качеству топлива.

Основными направлениями совершенствования дизельных двигателей являются снижение расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума, повышение мощности двигателя, облегчение холодного запуска. Для реализации этих требований на современных дизельных двигателях применяется ряд систем: Common Rail, впускная и выпускная системы, рециркуляции отработавших газов, турбонаддув, предпускового подогрева.

Система впрыска Common Rail предполагает накопление топлива в аккумуляторе высокого давления и его впрыск электронно-управляемыми форсунками. Электроника обеспечивает впрыск строго определенных порций топлива, чем достигается высокая экономия, полное сгорание и повышение мощности. При необходимости топливо может впрыскиваться многократно в течение одного цикла.

Выпускная система современного дизеля ориентирована на снижение в отработавших газах сажи, несгоревших углеводородов и оксидов азота. Для этого в системе устанавливается сажевый фильтр. Накапливаемая в фильтре сажа удаляется путем регенерации.

Система рециркуляции отработавших газов предназначена для снижения содержания в отработавших газах оксида азота, для чего часть газов возвращается во впускной коллектор. Для повышения эффективности работы системы отработавшие газы принудительно охлаждаются в специальном охладителе, включенном в систему охлаждения двигателя.

Впускная система дизельного двигателя может оборудоваться впускными заслонками. Применение заслонок образует два канала всасывания, обеспечивает завихрение воздушного потока и улучшенное смесеобразование на всех режимах. При запуске двигателя и работе на низких оборотах заслонки закрыты, при высокой частоте вращения коленчатого вала и высоком крутящем моменте – открыты. Закрытие заслонок приводит к снижению в отработавших газах оксида углерода и несгоревших углеводородов.

Наиболее эффективной системой повышения мощности дизельного двигателя является турбонаддув. Для создания оптимального давления наддува на всех режимах работы двигателя в системе используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины.

Для облегчения запуска дизельного двигателя в холодное время применяется система предпускового разогрева, представляющая собой электронно-управляемые свечи накаливания, установленные во впускном коллекторе. Дополнительно на автомобиль может устанавливаться подогреватель дизельного топлива.

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Споры между сторонниками бензиновых и дизельных двигателей в последние годы поутихли. Дизели постепенно избавились от своих неприглядных особенностей: стали тише, их меньше трясет, они по-прежнему экономные и теперь соответствуют современным экологическим стандартам. Последним аргументом против моторов на тяжелом топливе была скорость. Даже хороший крутящий момент на низких оборотах не позволял машине набирать высокую скорость авто. Так было раньше, а сейчас технологии вроде уникальных систем впрыска и турбин помогли дизелям на равных соперничать с «традиционными» бензиновыми собратьями даже в спортивных автомобилях.

И все-таки, при выборе той или иной модели необходимо знать про преимущества и недостатки дизельных двигателей.

Преимущества современного «дизеля»

• Низкий расход топлива. Дизельные ДВС потребляют примерно на треть меньше горючего, чем бензиновые двигатели.
• Уверенный разгон при отличной тяге. Большой крутящий момент помогает автомобилю ровно и уверенно разгоняться на любой скорости.
• Низкий уровень токсичности вредных выбросов. Эффективные системы переработки топлива сделали из «грязного» дизеля миф прошлых лет.
• Большой ресурс. Дизельные агрегаты обычно служат на порядок больше, чем бензиновые аналоги.
• Высокий КПД. Дизельное топливо сгорает с большей «отдачей», чем бензиновое, благодаря особому способу воспламенения и продуманной конструкции камеры сгорания. Оптимальное давление, создаваемое в камере с высокой степенью сжатия, обеспечивает экономичный расход топлива с достижением максимальной мощности. Получается, что дизельный двигатель вырабатывает больше энергии, а значит — способен выдавать больше мощности, по сравнению с мотором на бензине.

Несмотря на очевидные преимущества дизельного двигателя над бензиновым, такой силовой агрегат, как и любое сложное техническое устройство, имеет свои недостатки. Так почему же многие автолюбители по-прежнему выбирают автомобили на бензине?

Недостатки дизельных моторов:

• Стоимость. Цена на машину с дизельным агрегатом обычно на треть выше. Низкий расход топлива иногда очень долго окупает эту разницу, если автомобиль ездит мало.
• Низкая цена на вторичном рынке. Через 5-7 лет эксплуатации дизельные варианты продаются сложнее. Все знают, что ремонт мотора с большим пробегом может обойтись в копеечку. Отсюда следующий пункт.
• Дорогой ремонт. Восстановление работоспособности форсунок и прочие вещи, связанные с ремонтов дизельного двигателя нагоняют ужас на будущих владельцев. Это вовсе не значит, что бензиновые двигатели всегда дешевле в обслуживании, но обычно именно агрегаты на тяжелом топливе тянут с владельцев много денег (если что-то случилось).
• Долгий прогрев двигателя в холодную погоду. Экономичное потребление топлива при высоком КПД делает дизельный агрегат более «холодным». Минимальный расход энергии на «самообслуживание» увеличивает время прогрева мотора.

Учитывая все плюсы и минусы дизельного двигателя, важно знать об особенностях его эксплуатации в зимний период. В отличие от бензиновых моторов, прогреть «дизель» тяжелее. Силовые агрегаты такого вида разогреваются до оптимальной температуры только в пути, когда нагрузка на систему достаточно велика. К сожалению, подобный принцип работы может стать причиной сокращения ресурса ДВС.

Большинство владельцев автомобиля с дизельным двигателем знают и о том, как долго прогревается салон в холодную погоду. Решается это проблема с помощью дополнительной климатической техники, за которую, конечно, придется доплатить.

Особенно пристальное внимание следует обратить на качество топлива для дизельного двигателя. Так называемая солярка бывает как летней, так и зимней. Летняя на морозе быстро становится густой массой из-за образования в ней парафина, в то время как в зимнее топливо добавляют присадки против кристаллизации. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта необходимо искать заправочные станции с качественным горючим и не забывать вовремя переходить на зимнее топливо. Специально для облегчения процесса холодного пуска двигателя разработаны системы предпускового подогрева. Исправное состояние свечей накаливания гарантируют своевременный прогрев камеры сгорания, предваряющий запуск мотора.

Очевидно, что обслуживание и ремонт дизельного двигателя обходятся дороже, чем устранение неисправностей бензинового мотора. Независимо от объема, агрегат требует более частой замены масла, смазки и фильтров. Межсервисный интервал для машин с дизельным ДВС примерно в два раза короче, чем для авто с бензиновым «движком».

При любой неисправности двигателя и появлении значка индикации на панели управления незамедлительно обращайтесь к профессионалам сервисных станций. Специалисты технических центров ГК FAVORIT MOTORS оказывают весь перечень услуг по ремонту и обслуживанию автомобилей с дизельными двигателями любой модификации. Все работы выполняются с помощью современного оборудования и с использованием качественных запасных частей. Не рискуйте дорогостоящей силовой установкой вашего автомобиля. Только квалифицированный мастер, прошедший обучение в учебных центрах автопроизводителя, способен найти верное решение возникшей проблемы.

Дизельный двигатель

: как работает 4-тактный дизельный двигатель ИЛИ цикл воспламенения от сжатия?

В основном существует два типа дизельных двигателей — четырехтактные и двухтактные. «Дизельный цикл» использует более высокую степень сжатия. Он был назван в честь немецкого инженера Рудольфа Дизеля, который изобрел и разработал первый четырехтактный дизельный двигатель. Четыре такта дизельного двигателя аналогичны бензиновому двигателю. Тем не менее, «дизельный цикл» значительно отличается тем, как топливная система подает дизельное топливо в двигатель и зажигает его.

Обычный дизельный двигатель внутреннего сгорания работает по «дизельному циклу». В простых дизельных двигателях инжектор впрыскивает дизельное топливо непосредственно в камеру сгорания над поршнем. «Двигатель с воспламенением от сжатия» также является другим названием дизельного двигателя. Это в основном потому, что он сжигает дизельное топливо с горячим и сжатым воздухом. Температура воздуха внутри камеры сгорания поднимается выше 400°C до 800°C. Это, в свою очередь, воспламеняет дизельное топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания. Таким образом, «дизельный цикл» не использует внешний механизм, такой как свеча зажигания, для воспламенения воздушно-топливной смеси.

Четырехтактный дизельный двигатель работает по следующему циклу:

1. Такт всасывания – При движении поршней вниз и открытии впускного клапана создается всасывание чистого воздуха в цилиндры.

Такт всасывания дизельного двигателя

2. Компрессия – При закрытии впускного клапана область над поршнем закрывается. Поршень движется вверх, что приводит к сжатию воздуха в замкнутом пространстве при более высокой степени сжатия.

Такт сжатия дизельного топлива

Процесс сгорания — На этом этапе форсунка впрыскивает дизельное топливо в камеру сгорания. Повышение температуры воздуха, вызванное его сжатием; приводит к мгновенному сгоранию дизельного топлива со взрывом. Это вызывает выделение тепла, которое создает силы расширения, известные как мощность.

Дизельный двигатель внутреннего сгорания

3. Рабочий ход – Кроме того, эти силы снова толкают поршни вниз, что приводит к их возвратно-поступательному движению.

Рабочий ход дизельного двигателя

4. Такт выпуска — По пути вверх поршни выталкивают выхлопные газы над собой через выпускной клапан, который открывается во время такта выпуска.

Такт выхлопа дизельного двигателя

Этот цикл повторяется до тех пор, пока двигатель не выключится, в результате чего двигатель продолжает работать.

Анимация 4-тактного дизельного двигателя

Дизельный двигатель в основном подразделяется на два типа: с непрямым впрыском (IDI) и с непосредственным впрыском (DI). Дизельный цикл с прямым впрыском был технологией более раннего поколения. Позже он превратился в своего преемника и более продвинутого CRDi. В транспортных средствах общего назначения, грузовиках, автобусах и генераторах более раннего поколения по-прежнему широко используются простые двигатели с прямым впрыском. Кроме того, в недавнем прошлом сложные и усовершенствованные двигатели CRDi стали очень популярными в седанах, минивэнах, внедорожниках и автомобилях класса люкс.

Для получения дополнительной информации нажмите здесь:

https://www.cummins.com

Подробнее: Как работает двухтактный двигатель с воспламенением от сжатия?>>

сообщите об этом объявлении

О команде CarBike

CarBikeTech — это технический блог. Члены команды CarBikeTech имеют более чем 20-летний опыт работы в автомобильной сфере. Команда CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи об автомобильных технологиях.

Принципы дизельного двигателя

для начинающих

Принципы работы дизельного двигателя довольно просты для опытного механика, но как насчет обычных людей, которые никогда не находили время, чтобы узнать больше о дизельном двигателе и о том, как он работает?

Я собираюсь объяснить простыми словами основные принципы работы дизельного двигателя.

В чем разница между бензиновым двигателем и дизельным двигателем?

Первое, что вы должны знать, это то, что бензиновый двигатель и дизельный двигатель совершенно разные. Бензиновый двигатель сконструирован намного легче, чем более тяжелый дизельный двигатель. Бензиновый двигатель работает на воздушно-топливной смеси в сочетании с высокоэнергетической искрой, которая зажигается внутри каждого цилиндра двигателя в точное время, создавая мощность и крутящий момент, приводящий в движение ваш автомобиль.

Дизельный двигатель использует всасываемый воздух с высокой степенью сжатия, который сжимается в очень маленьком пространстве внутри каждого цилиндра, вызывая сильный нагрев. Это называется теплотой сжатия, которая воспламеняет очень тонкий туман дизельного топлива под высоким давлением, который впрыскивается в каждый цилиндр в точное время.

Итак, теперь вы знаете, что бензиновому двигателю для работы требуется искра высокой энергии, в то время как дизель использует теплоту сжатия. Четырехтактный принцип во всех двигателях работает по четырем тактам или четырем циклам, оба эти термина означают одно и то же.

Вот как работает четырехтактный дизельный двигатель. Четыре такта: впуск, сжатие, рабочий и выпускной.

Поршни, клапаны и форсунки работают вместе в каждом цилиндре в заданной последовательности снова и снова.

Такт впуска. Впускные клапаны в головке цилиндров открываются, позволяя сжатому воздуху поступать в каждый цилиндр, пока поршень движется вниз. Подача сжатого воздуха возможна благодаря турбонагнетателю, который нагнетает воздух во впускную систему, давая дизельному двигателю наддув воздуха, чтобы не отставать от мгновенного впрыска топлива.

Такт сжатия. Когда поршень начинает двигаться вверх, клапаны закрываются, что удерживает всасываемый воздух в цилиндре и позволяет происходить сжатию. Теплота сжатия достигается, когда поршень достигает верхней части цилиндра, затем дизельное топливо впрыскивается в цилиндр в точное время.

Рабочий ход. После впрыска происходит взрыв в цилиндре из-за сочетания тепла и распыленного дизельного топлива. Это заставляет поршень двигаться вниз, что создает крутящий момент и мощность, необходимые для типичного дизельного двигателя.

Такт выпуска. После рабочего такта поршень снова движется вверх, а выпускные клапаны открываются, позволяя ранее воспламененным газам выходить в атмосферу через выхлопную систему.

Как упоминалось ранее, каждый цилиндр проходит эту точную последовательность снова и снова в установленном порядке зажигания. Например, 6-цилиндровый дизельный двигатель имеет порядок работы 1 5 3 6 2 4 Это порядок, в котором проходит каждый цилиндр после 4 тактов, упомянутых выше.