В последнее десятилетие дизельные технологии развиваются впечатляющими темпами. Модификации легковых авто с дизельными моторами составляют половину новых автомобилей, продаваемых в Европе. Густой черный дым из выхлопной трубы, громкое тарахтение и неприятный запах остались далеко в прошлом. Дизельные моторы сегодня – это не только экономичность, но также высокая мощность и достойные динамические характеристики.
Современный дизель стал тихим и экологически чистым. Как же удалось этому типу ДВС соответствовать постоянно ужесточающимся нормам токсичности и при этом не только не проигрывать в тяговитости и экономичности, но и улучшать эти показатели? Рассмотрим все по порядку…
На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения. В карбюраторных и обычных инжекторных двигателях приготовление смеси происходит не в цилиндре, а во впускном тракте.
В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском смесь образуется так же как и в дизелях- непосредственно в цилиндре. В бензиновом моторе топливо-воздушная смесь в цилиндре воспламеняется в нужный момент от искрового разряда. В дизеле же топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре.
Рабочий процесс в дизеле происходит следущим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия (16-24:1) разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля.
Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Дизель имеет больший КПД (у дизеля – 35–45%, у бензинового – 25–35%) и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Но описанные недостатки относятся в основном к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.
Как уже отмечалось, конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако аналогичные детали у дизеля существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия у него намного выше (16-24 единиц против 9-11 у бензинового). Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень.
Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Во многих случаях днище поршня содержит в себе камеру сгорания. Днища поршней находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода.
Так как воспламенение рабочей смеси осуществляется от сжатия, в дизелях отсутствует система зажигания, хотя свечи могут применяться и на дизеле. Но это не свечи зажигания, а свечи накаливания, которые предназначены для подогрева воздуха в камере сгорания при холодном пуске двигателя.
Поршни и свечи дизеляТехнические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от типа камеры сгорания и системы впрыскивания топлива.
Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные.
Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания. Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.
Камеры сгорания дизельного двигателяПри форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью.
Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.
Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.
Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно вцилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.
Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и существенно снизить шумность. Новые дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.
Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.
Система питания дизельного двигателяТопливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра. Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.
Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название — рядные ТНВД. Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.
Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа. Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя. В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам.
Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.
Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить. Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима.
Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях. Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.
Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливо — воздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания. Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом.
В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливо-воздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как «волновое гидравлическое давление». При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, «бегающие» по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Ну, а о точности дозирования механической системы впрыска даже и говорить не приходится.
Насос-форсунка дизельного двигателяВ результате были разработаны два новых типа систем питания – в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел (насос-форсунка), а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Евро 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.
Насос-форсунка устанавливается в головку блока двигателя для каждого цилиндра. Она приводится в действие от кулачка распределительного вала с помощью толкателя. Магистрали подачи и слива топлива выполнены в виде каналов в головке блока. За счет этого насос-форсунка может развить давление до 2200 бар. Дозированием топлива, сжатого до такой степени и управлением угла опережения впрыска занимается электронный блок управления, выдавая сигналы на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насос-форсунок.
Насос-форсунки могут работать в многоимпульсном режиме (2-4 впрыска за цикл). Это позволяет произвести предварительный впрыск перед основным, подавая в цилиндр сначала небольшую порцию топлива, что смягчает работу мотора и снижает токсичность выхлопа. Недостаток насос-форсунок – зависимость давления впрыска от оборотов двигателя и высокая стоимость данной технологии.
Система питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска.
Система Common Rail состоит из резервуара – аккумулятора высокого давления (иногда его называют рампой), топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУ) и комплекта форсунок, соединенных с рампой. В рампе блок управления поддерживает, меняя производительность насоса, постоянное давление на уровне 1600-2000 бар при различных режимах работы двигателя и при любой последовательности впрыска по цилиндрам.
Открытием-закрытием форсунок управляет ЭБУ, который рассчитывает оптимальный момент и длительность впрыска, на основании данных целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. Форсунки могуть быть электромагнитными, либо более современными- пьезоэлектрическими. Главные преимущества пьезоэлектрических форсунок — высокая скорость срабатывания и точность дозирования. Форсунки в дизелях c Common rail могут работать в многоимпульсном режиме: в ходе одного цикла топливо впрыскивается несколько раз – от двух до семи. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд».
Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно, снижается количество вредных компонентов в выхлопе. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, что приводит к уменьшению образования окиси азота- одной из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизеля.
Характеристики двигателя с Common Rail во многом зависят от давления впрыска. В системах третьего поколения оно составляет 2000 бар. В ближайшее время в серию будет запущено четвертое поколение Common Rail с давлением впрыска 2500 бар.
Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы является турбонаддув двигателя. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя.
Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы». Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором.
На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха — интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность. Наддув позволяет добиться одинаковой мощности с атмосферным мотором при меньшем рабочем объеме, а значит, снизить массу двигателя. Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для автомобиля средством повышения «высотности» двигателя — в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности.
В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.
Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Поэтому все современные легковые дизели имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Соmmоn Rail.
avtonov.info
Дизельные двигатели для автомобилей бывают разные, и дело не только в объёме и количестве цилиндров, поэтому попробуем кратко обозреть современный рынок и выяснить, какие из моторов самые надёжные.
Ассоциации со словом «дизель» у жителя России всегда однозначны: запах солярки от пассажирского автобуса, чёрная гарь от проезжающего мимо грузовика, винтажные джинсы и часы одноименного бренда. Тем не менее у большинства жителей Европы слово, происходящее от фамилии немецкого изобретателя — это синоним надежного, недорогого и мощного «сердца» автомобиля. В нашей же стране его популярность не такая высокая, видимо, из-за погодных условий и знаний, что солярка густеет на холоде.
Рейтинги надежности, а особенно дизельных двигателей для автомобилей — дело неблагодарное. Сколько мнений, столько и списков, в которых составитель просто выражает свой взгляд на тот или иной предмет. Именно поэтому хотим обратить внимание, что приводимый ниже рейтинг не претендует стать неоспоримой истиной, а всего лишь попытка систематизировать данные, знания и (частично) личная точка зрения составителя.
Дизельный двигатель авто
В поисках ответа на вопрос, какой двигатель на дизельном топливе занимает ведущее место в комплектации легковых автомобилей, можно заметить, что некоторые рейтинги называют самой лучшей продукцию концернов Mercedes и BMW. Однако ситуация в мире автопромышленности сегодня несколько иная, попробуем разобраться.
Как показывают рейтинги крупных мировых автомобильных салонов, времена, когда дизельные двигатели легковушек представляли собой уменьшенные копии агрегатов, установленных на тяжеловесных грузовиках, ушли в прошлое. Особенно преуспел в выпуске таких моторов известный всем концерн Volkswagen, разработавший двигатель 1,9 TDI. На сегодняшний день он занимает первое место и считается самым сбалансированным по динамике и мощности.
Благодаря новейшим инженерным решениям, в частности, обновлённой турбине и увеличению давления в камерах сгорания, удалось не только добиться уникальных экологических характеристик, но и снизить расход топлива. Причём мощность осталась на прежнем уровне (90–120 л. с.). Самые новые автомобили серии Passat оборудованы сейчас двигателем с максимальными показателями (комплектация BlueMotion). Расход топлива составляет 3,3 л на 100 км.
Второе место занимает модификация мотора с трёмя турбинами, принадлежащая немецкой компании BMW. В первый раз этот агрегат был представлен несколько назад. Он обладает 6 цилиндрами и, имея объём 3,0 л, способен развивать мощность в 381 л. с. Комплектуются этими движками новейшие автомобили 5 и 7 серий, а также тяжеловесные кроссоверы с индексами Х5 и Х6. Модификацией его снабжены кабриолеты, имеющие серийный номер 6. Правда она имеет две турбины, за счёт чего мощность уменьшена до 313 л. с.
Не так давно на суд потенциальных покупателей были представлены автомашины, чьи двигатели имеют четыре турбины, и при крутящем моменте в 800 Нм, мощность будет в рамках 390–406 л. с.
Автомашина с четырёхтурбинным двигателем
Третье место нашего рейтинга заняла американская фирма промышленных дизельных движков Cummins, выпустившая суперфорсированный двигатель по заказу известной компании Dodge. Справедливости ради нужно отметить, что заокеанские производители не слишком жаловали вниманием дизельные моторы, предпочитая разрабатывать бензиновые. Однако увеличивающийся в последнее время спрос на автомобили с агрегатами, потребляющими солярку, заставил их обратить внимание на производство дизелей.
Модель показала себя достаточно мощной (240–275 л. с.), но в попытке занять «дизельную» нишу на рынке американцы слукавили и выдали за свою разработку итальянского концерна Fiat. Моделью такого двигателя оборудовался Maserati Ghibli, но из-за кризиса производство было отдано штатовским промышленникам.
Движок этот был признан не только самым экологичным, но и самым инновационным: при его производстве были применены металлы, использующиеся в космической промышленности и фильтры плазменной очистки топлива. То, что двигатель занял только третье место, «заслуга» узкой направленности. Его устанавливают только на спортивные болиды и пикапы Dodge Ram. По экономичности он может дать фору своим конкурентам: расход составляет всего 8,5 л на 100 километров.
Ворвавшиеся 20 лет назад на мировой автомобильный рынок корейцы не только сумели занять на нем достойное место, но и «подвинуть» в рейтинге японских гигантов. Пройдя длинный путь «от электрочайников до карьерных самосвалов», они также не хотят упускать своей выгоды, которую сулит повышенный спрос на авто, оборудованные дизельными двигателями.
Как всегда, азиатские производители поступили весьма хитро: не желая капитально перестраивать производство и соревноваться с европейцами и американцами в мощности агрегатов, им удалось создать мотор объемом 1,7 л, который может выдавать 110–136 л. с. Не спешите презрительно морщить нос! При таких довольно скромных (по сравнению с продукцией других производителей) данных, дизель компании Hyundai обладает таким невероятным крутящим моментом, что не уступает в динамике бензиновым агрегатам, имеющим мощность 150–170 л. с.
Дизель компании «Hyundai»
Надо сказать, что таким агрегатом оборудован автомобиль Hyundai i40, поставляемый на европейский рынок. В Корее также дизельные двигатели как-то не нашли широкого применения (или туда еще не дошла волна «моды»), а потому их пока что ставят только на экспортные машины. В последнее время этот же агрегат появлялся на кроссовере с индексом ix35, а сейчас им оснащают такие популярные автомобили, как Grandeur и Sonata. Расход топлива, правда, побольше, чем у конкурентов, но корейцы и не стремятся кого-то удивлять. Их задача – поставлять надежных «рабочих лошадок», способных на среднее потребление топлива, в этом случае – 5,5 л на 100 км.
«Выжав» достаточное количество мощности из автомобилей и завоевав на рынке свою ячейку, японскому концерну Toyota теперь нет смысла кому-то что-то доказывать. Концепция, на которую производители бросили все силы, это экология и экономия при сохранении достаточной мощности. И это им удалось. Создавая двигатель для своего компактного автомобильчика с именем Urban Cruiser, они думали о том, чтобы жителям мегаполисов было не только удобно передвигаться по городу, но и в их головах не включался бы «калькулятор», подсчитывающий расходы на топливо.
Один из самых маленьких на сегодняшний день дизельных агрегатов – это 1,4 л мотор с мощностью всего 90 л. с. Это пятое место нашего рейтинга. Такие параметры, однако, не мешают создавать крутящий момент, позволяющий легко «тянуть» полноприводный автомобиль. Расход же дизельного топлива, в зависимости от режима поездки, составляет от 4 до 6 л на 100 км.
Такой вопрос немного наивен, так как этот параметр зависит от многих факторов, в том числе и от манеры вождения. Но если выбирать лучший из вышеприведенного перечня, то первенство по надежности будет отдано американцам Cummins с двигателем Dodge.
И дело не в мощности или расходе топлива на 100 км. Скорее всего, роль играют материалы, применяемые в производстве. Блок цилиндра сделан из высокоуглеродистого чугуна, способного выдержать не только высокое давление, но и значительный температурный режим. А его поршни делаются из специального алюминиевого сплава, который применяется в деталях космических аппаратов. Это значит, что они способны выдержать и длительную работу при экстремальных режимах, и резкое повышение нагрузки при смене скоростного режима.
Мотор «Dodge» с блоком цилиндра высокоуглеродистого чугуна
Также двигатель оборудован топливной системой впрыска Common Rail, которая, несмотря на довольно капризное отношение к качеству дизельного топлива, не только значительно экономит его расход, но и играет решающую роль в уменьшении шума мотора. Именно этими двигателями оборудуются как спортивные машины, так и авто повышенной проходимости. То есть, именно те экземпляры автопрома, эксплуатация которых происходит в экстремальных условиях, требуя от мотора не только непревзойденной мощности, но и безупречной надежности.
Если говорить о рейтинге автомобилей, которые подходят для российских дорог, лучше всего обратить внимание на образцы японского производства. Необязательно это будет Toyota (к двигателю которой, кстати, ни у одного российского автолюбителя претензий нет).
Для наших необъятных просторов вполне сгодятся Mazda, Honda, Nissan или вновь возрожденный Datsun. Весьма неплохо показала себя в эксплуатации Subaru.
Дело в том, что европейские машины, оборудованные дизельным двигателем, очень чувствительны к нашей солярке, качество очистки которой оставляет желать лучшего. Как показывают многочисленные отзывы автовладельцев, японские авто менее подвержены неисправностям при пользовании дизельным топливом, благодаря многочисленным устройствам очистки, электронным приспособлениям и встроенным предпусковым подогревателям, не дающим застывать солярке при низком температурном режиме.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!carnovato.ru
Ищите лучшие дизельные двигатели легковых автомобилей? Из данной статьи вы узнаете о лучших дизельных двигателях и какой дизельный двигатель самый надежный.
Дизельные моторы более ста лет верно служат автовладельцам. Современные образцы моторов, работающих на солярке, уверенно занимают свою нишу, вытесняя бензиновые движки с авторынка.
Отличительной чертой является способность данных силовых агрегатов выдавать большие мощности при меньших объемах в сравнении с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
Автолюбители отдают предпочтение легковым автомобилям с дизельным типом моторов благодаря простоте их устройства и редким поломкам.
К достоинствам движков относятся следующие факторы:
К существенным минусам можно отнести:
Каждый тип движка, потребляющего солярку, имеет плюсы и минусы, только тщательно изучив их, можно прийти к правильному выбору подходящей модели.
Моторы, потребляющие солярное топливо, пользуются популярностью среди владельцев авто. Многих автолюбителей интересуют только лучшие дизельные двигатели легковых автомобилей.
Специалистами компании Volkswagen было изучено, как влияет уменьшенный расход горючего на производительность и качество управления автомобилем.
Учитывая данные, полученные в ходе исследований, был выбран двигатель 1,6 TDI, параметры которого заняли золотую середину.
Volkswagen TDI 1.6
Именно эта модель пришла на замену силовому агрегату объемом 1,9 литра, использовавшемуся ранее на большинстве машин концерна.
Увеличив давление в топливных цилиндрах, удалось уменьшить потребление топлива, оставив прежние показатели мощности. Многие модификации с данным мотором способны развить от 90 до 120 лошадиных сил.
По мнению специалистов корпорации, авто с дизелем 1,6 TDI являются наиболее экономичными бизнес-седанами в мире с заявленным расходом солярки 3,3 литра на 100 км.
Этот дизель успешно применяется на таких моделях, как хэтчбек Golf, кроссовер Tiguan. Дочерние предприятия концерна – Skoda, SEAT, Audi также используют этот силовой агрегат.
Инженеры компании BMW вели работы по созданию мощного ДВС с умеренным расходом топливных смесей. В результате был разработан надежный силовой агрегат на основе модульной конструкции новых двигателей BMW.
Дизели марки BMW, имеющие объем два литра, развивают мощность до 190 л. с., что является высоким уровнем для автомобилей этого класса.
Эти моторы установлены на компактных кроссоверах Х3 и Х1, обычных седанах и купе пяти первых серий.
Современные силовые агрегаты корпорации оснащены двумя турбинами, что позволяет повысить производительность, сохранив небольшие рабочие объемы цилиндров.
Роскошные кабриолеты BMW 6 укомплектованы двухлитровыми агрегатами с двумя турбинами, способными выдавать 313 лошадиных сил.
Новые модели 750d х Drive и 750 Ld x Drive устанавливаются на седаны BMW 7-Series.
Автомобили имеют 3-литровый мотор с турбинами высокого и низкого давления. Специалисты компании уверены, что современный силовой агрегат – самый мощный дизель в мире.
Благодаря впрыску топливной жидкости системы Common Rail, движки BMW развивают до 406 лошадиных сил.
Скорость, которую могут развить новые седаны, равна 250 км в час. Автомобили с новыми дизелями расходуют топливо 5,7–5,9 л/ 100 км.
Дизели, разработанные специалистами фирмы FIAT, установлены на седанах Maserati Ghibli.
Силовой агрегат отличается следующими характеристиками:
Данные модели ДВС используются также при изготовлении спортивных болидов и пикапов Dodge Ram.
Работниками корпорации Hyundai создан новый двигатель 1,7 литра при развиваемой мощности от 110 до 136 лошадиных сил.
Малая производительность компенсируется большим крутящим моментом, благодаря чему машина имеет хорошую динамику.
Hyundai i30 1.6 CRDi
Дизель установлен на седан i40, который способен развить скорость до 220 км в час. Расход топлива равен 5,5 л/100 км. Этот ДВС используют также при изготовлении кроссовера ix 35.
Экономичные дизельные двигатели
Компания Toyota выпускает компактный автомобиль Urban Cruiser с полным приводом, оснастив его силовым агрегатом 1,36 л, имеющим мощность 90 л. с. Расход топлива этим мотором составляет 4,5 л /100 км.
Концерн Volkswagen занимается выпуском ультраэкономичного хетчбека SEAT Ibiza Ecomotive. Мощность трехцилиндрового движка, равная 75 л. с., позволяет машине разгоняться до 175 км в час, затрачивая топливо в количестве 3,1 л/ 100 км.
Надежность двигателя зависит от целого ряда факторов, даже манера вождения играет немаловажную роль. При покупке автомобиля, особое внимание уделяется характеристикам дизельного движка.
Первое место по надежности мотора занимает американский Cummins, на котором установлен движок Dodge.
Лучший дизельный двигатель Dodge
При определении, какой дизельный двигатель самый надежный, оцениваются не мощность и не расход топлива. Основное внимание уделяется материалам, которые используются при производстве деталей и узлов дизельных двигателей.
Блоки цилиндров движков Dodge изготовлены из чугуна с высоким содержанием углерода, они выдерживают повышенное давление и температуру.
Для изготовления поршней используется алюминиевый сплав, идущий на производство элементов, применяемых в космической промышленности. Такие поршни могут длительно работать в трудных условиях, при повышенных нагрузках, при переключении скоростей.
Топливная система дизеля Dodge имеет оригинальный впрыск Common Rail, способный экономить расход топлива и снижает шумовые эффекты мотора.
Эти дизельные двигатели устанавливаются на спортивные образцы и легковые автомобили, обладающие повышенной проходимостью. Их эксплуатируют в сложных условиях, нагружая и требуя безупречную надежность.
Определяя, какой дизельный двигатель самый надежный для использования в отечественных условиях, наиболее часто выбирают японские модели.
Помимо легковых автомобилей с движками фирмы Toyota, отдают предпочтение следующим маркам: Mazda, Honda, Nissan, Subaru, Datsun.
Судя по многочисленным отзывам автовладельцев японские авто реже, чем образцы других марок подвержены поломкам.
Представители перечисленных моделей оснащены многочисленными устройствами, производящими очистку солярки низкого качества и встроенным предпусковым подогревателем, препятствующим повышению вязкости топлива при низких температурах.
avtohomenew.ru
Ди́зельный дви́гатель (в просторечии — дизель) — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха[1]. Применяется в основном на судах, тепловозах, автобусах и грузовых автомобилях, тракторах, дизельных электростанциях, а к концу XX века стал распространен и на легковых автомобилях. Назван по имени изобретателя. Первый двигатель с воспламенением от сжатия был построен Рудольфом Дизелем в 1897 году.
Спектр видов топлива для дизельных двигателей весьма широк, сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения — рапсовое масло, фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизельный двигатель может с определённым успехом работать и на сырой нефти.
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 объёма», то есть быстрым сжатием. В 1890 году Рудольф Дизель предложил свой способ практической реализации этого принципа. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1892 года[2] (в США в 1895 году[3]), в 1893 году выпустил брошюру. Ещё несколько вариантов конструкции были им запатентованы позднее[4]. После нескольких неудач первый практически применимый образец, названный 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 был больше и тяжелее паровых машин того времени.
Первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах. Интересно, что первоначально в качестве идеального топлива он предлагал каменноугольную пыль — Германия при больших запасах угля не имела нефти. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; также возникали большие проблемы с подачей пыли в цилиндры.
Инженер Экройд Стюарт (англ.)русск. ранее высказывал похожие идеи и в 1886 году построил действующий двигатель (см. полудизель). Он предложил двигатель, в котором воздух втягивался в цилиндр, сжимался, а затем нагнетался (в конце такта сжатия) в ёмкость, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя ёмкость нагревалась лампой снаружи, и после запуска самостоятельная работа поддерживалась без подвода дополнительного тепла. Экройд Стюарт не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, то есть он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность.
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, надёжнее и перспективнее немецкой[5]. Однако под давлением Нобелей и других обладателей лицензий Дизеля работы над двигателем в 1902 году были прекращены.
В 1898 году Эммануил Нобель приобрёл лицензию на двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля. Двигатель приспособили для работы на нефти, а не на керосине. С 1899 году Механический завод «Людвиг Нобель» в Петербурге развернул массовое производство дизельных двигателей. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже дизельный двигатель 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»[6]. Выдающийся русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой.[7]
В настоящее время для обозначения ДВС с воспламенением от сжатия используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», так как теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей этого типа. В дальнейшем около 20—30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива с воздушными компрессорами не позволяли применять дизельные двигатели в высокооборотных агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизельных двигателей на автотранспорте.
В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время. Он же создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Востребованный в таком виде высокооборотный дизельный двигатель стал пользоваться всё большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу карбюраторных двигателей (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях: с 50-х — 60-х годов XX века дизельный двигатель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы, после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.
В дальнейшие годы происходит рост популярности дизельных двигателей для легковых и грузовых автомобилей, не только из-за их экономичности и долговечности, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем.
Дизельные двигатели применяются также на железной дороге. Локомотивы, использующие дизельный двигатель — тепловозы — являются основным видом локомотивов на неэлектрифицированных участках, дополняя электровозы за счёт автономности. Тепловозы перевозят до 40 % грузов и пассажиров в России, они выполняют 98 % маневровой работы[источник не указан 3004 дня]. Существуют также одиночные автомотрисы, дрезины и мотовозы, которые повсеместно используются на электрифицированных и неэлектрифицированных участках для обслуживания и ремонта пути и объектов инфраструктуры. Иногда автомотрисы и небольшие дизель-поезда называют рельсовыми автобусами.
В России в 2007 году почти весь грузовой автотранспорт и автобусный парк работал на дизельном двигателе и только незначительная часть грузовиков и средних автобусов — на бензиновом двигателе[8].
Работа четырёхтактного дизельного двигателя. У двигателей с аккумуляторной топливной системой (Common Rail) за счет возможности управлять открытием форсунки независимо от работы ТНВД появляется возможность оптимизировать процесс впрыска и сгорания топлива за счет многоимпульсной подачи. Суть заключается в следующем:
Таким образом многоимпульсная подача топлива существенно улучшает практически все характеристики дизеля и позволяет приблизить его удельную мощность к бензиновым двигателям, а при наличии турбонаддува высокого давления — превзойти её. По этой причине с развитием систем Common Rail дизельные двигатели на легковых автомобилях становятся все более популярными.
Далее цикл повторяется.
В зависимости от конструкции камеры сгорания, существует несколько типов дизельных двигателей:
wikiredia.ru
Предвестники мирового распространения дизельных моторов появились ещё 30 лет назад, когда европейские и японские автомобили начали серийно оснащаться такими силовыми агрегатами. Ранее попытки создать легковой дизельный транспорт также предпринимались, но моторы для него чаще всего заимствовали у грузовиков, подвергая их небольшой доработке. Сегодня же дизели получили огромную популярность, например, в Европе на такие моторы приходится 40–80% продаж различных производителей. В Россию дизели старались не завозить, мотивируя это низким качеством топлива и менталитетом людей. Однако несколько лет назад этот барьер был преодолён и теперь российских водителей также интересует, какой самый лучший дизельный двигатель может устанавливаться на легковой автомобиль.
Эксперименты в области повышения экономичности дизельных агрегатов ведутся уже достаточно давно. Однако снижение производительности не только уменьшает расход горючего, но и существенно ухудшает динамику транспортного средства, затрудняя управление им. Поэтому специалисты компании Volkswagen делают ставку на «золотую середину», которой они считают дизельный мотор 1,6 TDI.
Этот двигатель заменил собой заслуженный силовой агрегат объёмом 1,9 л, который ранее устанавливался почти на все автомобили концерна. Благодаря увеличенному давлению в топливной рампе и иным характеристикам турбины снизить расход топлива удалось без уменьшения мощности. В зависимости от определённой модификации автомобиля, на который он устанавливается, двигатель может развивать 90–120 лошадиных сил. Наиболее мощная версия устанавливается на новейший Passat в комплектации BlueMotion.
Специалисты Volkswagen уже успели назвать такой автомобиль самым экономичным бизнес-седаном мира. Заявленный расход топлива составляет 3,3 литра/100 км при движении по загородным трассам. Британский журналист Гэвин Конуэй усомнился в такой цифре и решил проверить её на практике. Его дизельный Passat с мотором 1,6 л проехал 2464 километров без единой дозаправки — это соответствует пути от Москвы до Амстердама. Итоговым результатом дизельного мотора Volkswagen стал расход топлива, составляющий 3,14 литра/100 км. Благодаря тому, что в испытании дизельного седана участвовал независимый водитель, такой рекорд был внесён в Книгу Рекордов.
Дизельный двигатель такого объёма может устанавливаться на другие модели, выпускаемые международным автомобильным концерном. В частности, им комплектуется хетчбэк Golf, который показывает расход топлива, равный 3,5 литрам, за счёт худшей аэродинамики. Подобный дизельный мотор можно заказать также для кроссовера Tiguan. Силовой агрегат используется и дочерними предприятиями компании — Skoda, SEAT, Audi.
Далеко не всем нравится посредственная динамика сверхэкономичных современных моторов. Именно поэтому перед инженерами BMW была поставлена задача — создать мощный дизельный двигатель, который расходовал бы умеренный объём топлива. В качестве основы взяли модульную конструкцию, которая присуща большинству современных моторов BMW. Такое техническое решение позволило сделать силовой агрегат более надёжным за счёт применения многократно испытанных компонентов, а также уменьшило стоимость автомобилей.
При объёме в 2,0 литра дизельный двигатель имеет производительность, равную 190 лошадиным силам — такой показатель считается невероятно высоким для подобного класса. Мотор устанавливается на компактные кроссоверы X3 и X1, а также традиционные седаны и купе BMW — от первой до пятой серии. По словам специалистов компании, рассматривался даже вариант его применения в седанах седьмой серии, однако от него отказались, по соображениям престижа.
Испытание седана 320d показало, что средний расход горючего у подобного мотора составляет 5 литров/100 км. При динамичной езде по городу эта цифра может возрастать до 6–7 литров, что по-прежнему кажется достойным показателем. Дизельный силовой агрегат разгоняет компактный седан до 230 км/ч и способствует набору первой «сотни» за небольшие 7,5 с. Когда речь идёт о дизельном кроссовере X3, динамические показатели остаются практически неизменными, но средние затраты горючего повышаются на 0,3 литра.
Когда-то компания BMW была верна «атмосферной» концепции производства двигателей — одной турбиной могли оснащаться лишь дизельные моторы. Однако новые требования к экологичности и экономичности транспортных средств внесли корректировки в стратегию развития компании. Теперь многие двигатели BMW оснащаются 1–2 турбинами, которые позволяют добиться высокой производительности при небольшом рабочем объёме агрегата. А пару лет назад инженеры компании представили уникальный дизельный двигатель, в котором использовалось сразу три турбины.
Он также построен на базе упомянутой выше модульной технологии, предполагающей применение цилиндров объёмом 0,5 литра для дизелей и бензиновых силовых агрегатов. Шестицилиндровый мотор 3,0 имеет производительность, равную 381 лошадиной силе, что автоматически делает его рекордсменом по удельной мощности, полученной с одного кубического сантиметра цилиндров. Таким дизельным двигателем комплектуются седаны пятой и седьмой серии, а также полноразмерные кроссоверы X5 и X6. Для купе и роскошных кабриолетов BMW 6 можно заказать только дизельный двигатель аналогичного объёма с двумя турбинами, который выдаёт «всего» 313 лошадиных сил.
Динамические параметры автомобилей с подобным силовым агрегатом поражают. Удлинённая «семёрка», которая весит более 2 тонн, тратит на ускорение до уровня 100 км/ч немногим менее 5 секунд. Кроссоверу X6 требуется для подобного достижения всего на половину секунды больше времени. Затраты топлива дизельного двигателя варьируются от 5–6 литров/100 км при спокойной езде до 12–15 при нажатой «в пол» педали газа. Последний показатель кажется великоватым для современного дизеля, но стоит вспомнить, что бензиновые автомобили с аналогичной динамикой расходуют не менее 20 литров/100 км. В следующем году рейтинг наиболее мощных дизельных моторов обновится, поскольку инженеры BMW уже готовят двигатель с четырьмя турбинами — разные источники называют его мощность в пределах 390–406 лошадиных сил и крутящий момент до 800 Нм.
Как известно, американцы последними сдались под натиском современных дизельных двигателей — даже сейчас многие лёгкие грузовики в США оснащены мощными бензиновыми агрегатами. Компания Ford попыталась выйти из положения, создав турбированный мотор высокой производительности, а вот концерн Chrysler решил отдать предпочтение высокофорсированному дизельному двигателю. Трёхлитровый новейший силовой агрегат получил звание дизельного двигателя года по североамериканской версии, что принесло ему огромную популярность среди покупателей пикапов Dodge Ram.
Однако двигатель нельзя назвать сугубо американским, поскольку его родиной является… Италия. Дизельный мотор разработан компанией FIAT, которая устанавливает его на престижный седан Maserati Ghibli. Ходили слухи о том, что подобный двигатель может получить первая дизельная Ferrari, но проект был закрыт в связи с возможным уроном репутации производителя спорткаров.
Динамические характеристики силового агрегата достаточно хороши — мощность составляет 240 лошадиных сил, а в версии для Maserati — 275 л. с. Средние затраты топлива пикапа равняются 8,5 литрам/100 км, что на 30% меньше основных конкурентов. Такие параметры дизельного двигателя достигаются благодаря применению высоких технологий:
Преимуществом дизельного мотора называют и его исключительную экологическую безопасность. Сажевый фильтр изготовлен с использованием технологии плазменной очистки, а топливная система адаптирована к использованию органического биодизеля.
Производители автомобилей из Кореи никогда не делали свою ставку на высокотехнологичные дизельные двигатели — они старались совершенствовать бензиновые агрегаты, уменьшая затраты горючего одновременно с ростом производительности. Однако для массового выхода на европейский рынок компании Hyundai понадобился современный мотор, использующий тяжёлое топливо. Разработанный инженерами концерна агрегат получил объём 1,7 литра, которому соответствует мощность 110–136 лошадиных сил. Несмотря на кажущуюся нехватку производительности, этот двигатель имеет очень высокий крутящий момент, который позволяет автомобилям достигать такой же динамики, как с бензиновыми двигателями мощностью 150–170 лошадиных сил.
Первым транспортным средством, получившим новейший дизельный двигатель, стал седан i40, разработанный специально для европейских клиентов. Автомобиль получился очень сбалансированным — его максимальная скорость достигает 220 км/ч, а ускорение до «сотни» требует приблизительно 10 секунд. Затраты топлива соответствуют средним показателям по бизнес-классу — на 100 километров пути дизельному седану необходимо 5,5 литров горючего.
Компания Hyundai устанавливает этот дизельный двигатель и на кроссовер ix35. Существуют также планы использования компактного силового агрегата в крупных седанах Sonata и Grandeur — предполагается, что пользователями таких модификаций станут крупные корпоративные автопарки. Младшие модели компании получили иные двигатели, которые имеют производительность 90–126 лошадиных сил при рабочем объёме, составляющем 1,4–1,6 литра.
Битву за звание наиболее экономичного мотора современности объявила компания Toyota, которая выпустила компактный полноприводной автомобиль Urban Cruiser. Он оснащается дизельным мотором 1,4 с мощностью 90 лошадиных сил. Несмотря на постоянный привод обеих осей и необходимость вращать муфту полного привода, такой дизельный двигатель расходует приблизительно 4,5 литра/100 км. Даже городские условия не способны существенно увеличить его «аппетит» — максимальный показатель составляет 5,5–6 литров.
В ответ концерн Volkswagen показал ультраэкономичный хетчбэк SEAT Ibiza Ecomotive. Его двигатель имеет аналогичный рабочий объём, однако вместо четырёх цилиндров он довольствуется тремя. Мощность составляет всего 75 лошадиных сил — однако этого достаточно, чтобы разгонять компактный автомобиль до уровня 175 км/ч. Средние затраты горючего составляют 3,1 литра/100 км, что позволяет назвать машину самой экономичной из выпускаемых серийно. Однако нужно понимать, что экономичность достигается не только благодаря уникальному дизельному двигателю, но и за счёт таких компонентов, как заглушка решётки радиатора или специальные шины.
Сказать точно, какой дизельный двигатель лучше, невозможно. Компании нарочно избегают применения этих силовых агрегатов на сопоставимых по другим параметрам автомобилях. Поэтому Toyota получила звание самого экономичного кроссовера, тогда как Volkswagen занимает первое место среди микролитражек.
Современные дизельные двигатели постепенно вытесняют бензиновые агрегаты с рынка, захватывая всё большую долю в продажах автомобилей. Однако полностью перейти на дизельное топливо автомобильному сообществу мешают несколько проблем:
Поэтому в ближайшее время ждать полного исчезновения бензиновых двигателей не следует, хотя они уже начали уступать свои позиции мощным экономичным дизелям.
Лучшие цены и условия на покупку новых авто
Кредит 9.9% / Рассрочка / Trade-in / 98% одобрений / Подарки в салоне
Мас Моторс rating-avto.ru
В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.
Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.
В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения. Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.
Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.
Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя
Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление. Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца. Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.
Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.
Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu ~ 42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.
Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина. Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.
Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.
Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня. Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.
По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях. Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.
Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.
ustroistvo-avtomobilya.ru
В недалеком прошлом, когда автомобили покупали по принципу «бери, что дают!», и выбор практически отсутствовал, никто не сравнивал плюсы и минусы дизельного двигателя, так как автомобили с подобными моторами иногда в продаже попросту отсутствовали. Сегодня ситуация изменилась, есть и выбор, и информация обо всех особенностях двигателей.
Для большинства людей дизель ассоциировался с колхозным трактором или на худой конец с КАМАЗом или МАЗом. В то время парк легковушек состоял в основном из автомобилей с бензиновыми моторами, поэтому преимущества и недостатки дизельного двигателя многим были неведомы. В чем же отличие и схожесть этих агрегатов?
По своей конструкции механизмы дизельного и бензинового двигателей практически идентичны. Отличие состоит лишь в запасе прочности и требованиях, которые предъявляются к их характеристикам, поскольку нагрузка на поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм у дизеля гораздо выше. Отсюда и проблемы износа для двух типов моторов, статистика указывает на преимущество дизельных агрегатов.
Камера сгорания в дизелях расположена в днище поршня, на котором закреплено, как правило, на одно компрессионное кольцо больше, чем у бензиновых аналогов. На большинстве моделей дизелей газораспределительный механизм находится в нижней части картера, тогда как клапаны расположены вверху. В карбюраторных моторах применяют различные способы расположения распределительного вала.
Основное же отличие этих моторов заключается в способе воспламенения горючей смеси. В бензиновых двигателях для этого применяются свечи зажигания, поскольку степень сжатия у них значительно ниже.
Как и дизель, карбюраторный мотор – это двигатель внутреннего сгорания, для работы которого используются различные марки бензина. Они, в свою очередь, отличаются чистотой, детонационной устойчивостью и прочим. Подача топлива осуществляется бензонасосами с механическим или электрическим приводом (последние устанавливаются на инжекторных двигателях).
Основное преимущество бензиновых двигателей – это их способность запускаться практически при любых морозах. В отличие от солярки, бензин при минусовой температуре не превращается в пудинг. И для его разогрева не потребуется установка дорогостоящего отопительного оборудования, которое только недавно достигло нужного уровня надежности и стало доступно всем.
Казалось бы, благодаря своим преимуществам, бензиновые моторы должны были бы уже давно вытеснить дизельные, но, как ни странно, количество автомобилей, работающих на солярке, с каждым годом становится все больше. Что бы это могло быть: дань моде или действительно более высокое качество работы таких моторов?
Чем дизельный двигатель лучше бензинового? Начнем с его устройства. В первую очередь его превосходство заключается в экономном расходе топлива, что объясняется более высокой степенью сжатия, достигающей 21 единиц, в отличие от 10 у бензинового мотора. При высоких и все еще постоянно растущих ценах на топливо этот аргумент становится одним из решающих.
К тому же, в каждый цилиндр подается одинаковый объем воздуха, а расход топлива зависит от общей нагрузки на силовой агрегат. Однако даже при максимальных оборотах он ниже, чем у карбюраторного, что вызвано более эффективным использованием горючей смеси, а значит увеличивается КПД всей конструкции. Отсюда вытекает не только экономия ваших средств, но и пониженная нагрузка на экологическую обстановку в природе.
Преимущества дизельного двигателя перед бензиновым, прежде всего, заключаются в более продолжительном сроке эксплуатации. Он не нуждается в частой регулировке, но стабильность его работы зависит от уровня сопротивления воздушного фильтра и точности угла опережения впрыска топлива. И эти параметры должны действительно проверяться часто и тщательно, только так все преимущества «дизеля» будут работать на вас.
Что касается расхода топлива, то джип с бензиновым двигателем потребляет больше, чем дизельный «автопоезд» дальнобойщиков. Для карбюраторного мотора влага – это главный враг. Порой хватает капли росы, которая каким-то образом попала в систему зажигания, чтобы двигатель остановился. Нельзя сказать, что это происходит часто, но такая слабость действительно имеется.
Для дизеля такой проблемы просто не существует, поскольку электрический ток необходим только для его пуска. На многих внедорожниках, оснащенных дизельными двигателями, воздухозаборники установлены выше крыши автомобиля, что позволяет машинам переправляться даже через бурные потоки без риска заглохнуть. Отсюда популярность таких моторов в экстремальном спорте возрастает.
Таким образом, еще десяток лет назад дизельный мотор был не так практичен, как бензиновый, но сегодня у нас есть основания утверждать обратное. Технологии производства и обслуживания «дизелей» стали доступнее, такой мотор теперь экономичнее и удобнее. Единственная задача для автовладельца – проводить диагностику и обслуживание вовремя.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!carnovato.ru
