Дизель или бензин — плюсы и минусы

Каждый автолюбитель, который планирует приобрести автомобиль, задается вопросом: «Какой двигатель лучше: дизельный или бензиновый?». Однозначный ответ найти сложно, поскольку выбор конкретного силового агрегата зависит от многих факторов: типа кузова авто, его назначения, особенностей местности, где машина будет эксплуатироваться, и др.

У моторов любого типа есть свои преимущества и недостатки, поэтому отнеситесь к выбору серьезно, ведь именно от двигателя зависит расход топлива транспортного средства, время его разгона до 100 км/ч, максимальная скорость и другие важные характеристики.

Принцип работы моторов

И дизельные, и бензиновые силовые агрегаты относятся к двигателям внутреннего сгорания.

В бензиновом двигателе топливовоздушная смесь формируется во впускном коллекторе, то есть за пределами цилиндра. В конце такта сжатия происходит перемешивание паров бензина и воздуха. Эта гомогенная смесь равномерно распределяется по объему. Результатом сжатия становится повышение температуры смеси до 500˚С – этот показатель ниже, чем температура воспламенения бензина. Искру дают свечи зажигания – смесь загорается.

В цилиндре дизельного мотора сжимается только воздух под давлением 30–50 бар. В результате сжатия температура воздуха повышается до 900˚С. В это же время в камере сгорания перед верхней мертвой точкой поршня распыляется дизельное топливо. Мелкие капли жидкости испаряются, образуется топливовоздушная смесь, которую называют гетерогенной – она самовоспламеняется и сгорает.

КПД двигателя и мощность

Сгорание рабочей смеси в дизельном моторе более эффективно. Это возможно за счет высокой степени сжатия: 20 единиц у дизеля против 10 единиц у бензина. КПД дизельного мотора на 40% выше, а расход топлива на 20% меньше. Бензиновый агрегат характеризуется большей мощностью.

Шум

Из-за высокого давления при сгорании топлива дизельные моторы создают больше шума и вибраций, но ситуацию спасает качественная шумоизоляция авто.

Выхлопы

Более экологичными считаются дизельные версии ДВС. Современные агрегаты полностью соответствуют стандартам «Евро-4» и оснащаются сажевым фильтром, что минимизирует воздействие на окружающую среду.

Безопасность

Разница между дизельным и бензиновым топливом состоит в следующем: дизель испаряется медленнее, что снижает вероятность возгорания. Кроме того, в дизельных агрегатах система зажигания не используется.

Эксплуатация

Теоретически дизельный двигатель более долговечен за счет жесткого и прочного блока цилиндров, коленчатого вала, элементов цилиндропоршневой группы, головки блока цилиндров. Однако эта характеристика напрямую зависит от качества дизельного топлива. С этой точки зрения бензиновый агрегат менее прихотлив и более устойчив к топливу низкого качества.

Дизельный двигатель, в отличие от своего бензинового аналога, не приемлет низкие температуры. Уже при –15˚С летняя солярка густеет и перестает проходить через топливный фильтр, в результате чего авто отказывается заводиться. Однако проблема имеет простое решение – использование специальных сортов топлива или установка современных отопительных систем. Кроме того, дизельные двигатели долго прогреваются, поэтому тепло в салоне станет лишь спустя 10–15 минут интенсивного движения. Если Вы живете в местности, где сильные морозы не редки, отдайте предпочтение бензиновой установке.

Кроме того, дизель не боится воды, поскольку электричество в таких моторах используется только для запуска. Именно поэтому дизельными агрегатами оснащают внедорожники и кроссоверы.

Обслуживание

Владельцам машин с дизельными моторами приходится чаще менять фильтры и масла и проверять компрессию в цилиндрах. Подобные агрегаты отличаются сложной конструкцией, поэтому специалисты автосервиса смогут устранить не каждую поломку. Ремонт дизельного двигателя, как правило, обходится дороже.

Дизель требует больших капиталовложений, но только если говорить о краткосрочной перспективе. Если Вы покупаете авто надолго (от 5 лет) и планируете проезжать минимум 20 тысяч километров в год, то благодаря низкому расходу топлива дизель сэкономит Вам деньги.

Стоимость

Дизель обходится дороже бензина, однако учтите, что и обслуживание такого мотора потребует больших капиталовложений.

Дизель или бензин: плюсы и минусы

Что же лучше? Какой двигатель более надежный? Каждый автолюбитель ответит на эти вопросы самостоятельно исходя из своих приоритетов – мощность или экономичность, низкая или высокая морозоустойчивость и др. Идеальный мотор – это агрегат, объединяющий преимущества дизельного и бензинового двигателей.

Принцип работы дизельного двигателя – чтобы смог понять каждый!

Принцип работы дизельного двигателя выглядит как самовоспламенение подающегося распыленного топлива при взаимодействии с разогретым при сжатии воздухом. В двух словах не совсем понятно, о чем идет речь, поэтому данную статью посвятим полностью дизельному двигателю.

Устройство дизельного двигателя – основные детали

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом. Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры. Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент. Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

Области для воспламенения топлива бывают двух типов, в зависимости от вида самого дизельного агрегата. Неразделенная камера сгорания находится в поршне, топливо же в этом случае впрыскивается в надпоршневое пространство. В этом случае вы можете рассчитывать на экономичность, так как расход горючей смеси будет минимальным, однако отрицательным моментом послужит повышенный шум, особенно во время холостого хода.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы. В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха. Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Важно знать, как работает дизельный двигатель и по четырехтактной схеме. В первый такт делается впуск воздуха, в это же время открыт и выхлопной клапан. Второй такт соответствует сжатию воздуха, чтобы он достиг необходимой температуры. На третьем такте впрыскивается горючая смесь в камеру сгорании, и в результате взаимодействия с разогретым воздухом происходит взрыв. Во время четвертого такта осуществляется вывод выхлопных газов из тела цилиндра.

Четырехтактный мотор при прочих равных параметрах имеет меньшую мощность, чем двухтактный, но обладает большим КПД и более эффективной степенью сжигания топлива.

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями. Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала. Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель, а также тенденции его развития. Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Проверка фактов.

Дизель против бензина: что больше портит воздух?

21 января 2018

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Современные дизели оснащаются фильтрами, улавливающими мельчайшие частицы

Мировые продажи автомашин с дизельными двигателями упали в прошлом году на 17% по сравнению с 2016 годом.

Причиной тому главным образом распространившееся мнение об их экологической вредности.

Представители отрасли утверждают, что современные дизели на самом деле исключительно чистые, и обвиняют правительства и борцов за охрану окружающей среды в предубеждениях.

Действительно ли дизельные двигатели опаснее бензиновых, или их просто демонизируют в прессе.

Меньше, но хуже

Однозначного ответа нет, говорят независимые эксперты. Все зависит от конкретной марки автомобиля.

И дизельные, и бензиновые двигатели переводят химическую энергию в механическую путем сжигания топлива, но делают это по-разному.

Дизель потребляет в целом меньше горючего и соответственно выбрасывает в атмосферу меньше двуокиси углерода, чем бензиновый двигатель такой же мощности. Но выделяемые им мельчайшие частицы сажи считаются особо вредными для человека.

«Они проникают очень глубоко в легкие, вызывая раздражение, оседают на поверхностях, с которых кровь поглощает кислород, и способны попадать в саму кровь. Это повышает риск инсульта, сердечных приступов и астмы, особенно у людей, которые к ним предрасположены», — говорит Мэтью Локхэм, исследователь токсичных воздействий загрязнения атмосферы из университета Саутгемптона.

Однако новейшие дизели оборудуются специальными фильтрами.

«Фильтры задерживают до 99% мельчайших частиц, так что для современных дизелей этой проблемы больше не существует», — утверждает глава независимого исследовательского центра Emissions Analytics Ник Молден.

Автор фото, Getty Images

Возглавляемая им группа известна тем, что тестирует машины на ходу, тогда как автопроизводители проводят в основном стендовые испытания и на их основании получают сертификаты.

Кроме частиц сажи, дизели по сравнению с бензиновыми моторами выбрасывают больше двуокиси азота, продолжительный контакт с которой ухудшает функцию легких и провоцирует аллергию.

К счастью, современные технологии позволяют добиться хорошего результата и здесь. Экологический стандарт Евро 6, вступивший в силу в сентябре 2015 года, предусматривает снижение выбросов двуокиси азота вдвое для дизельных машин, выпущенных позже этого срока.

Британская ассоциация автопроизводителей и автодилеров в связи с этим утверждает, что современные дизели в экономическом отношении в основном соответствуют бензиновым по воздействию на окружающую среду.

Группа Emissions Analytics замечает, что ситуация все же не столь однозначна. Дело в том, что на дороге выбросы двуокиси азота резко, порой в 15 раз, превышают результаты стендовых испытаний. В целом, по оценке экспертов, бензиновые двигатели все-таки чище, но очень многое зависит от конкретной модели.

«Если взять 10% самых «чистых» дизелей и 10% самых «грязных» бензиновых двигателей, то разница будет, конечно, в пользу первых, и весьма существенная», — замечает Ник Молден.

С сентября прошлого года проверки на экологичность в реальных условиях сделались обязательными для новых моделей, производимых в ЕС. По словам специалистов, это должно дать более объективную картину.

Чтобы повысить экономичность бензиновых моторов, производители все шире используют технологию так называемого прямого впрыскивания, но это отрицательно сказывается на экологичности.

Так что спор между двумя видами двигателей далеко не завершен.

Принцип работы дизельного двигателя — фото и видео процесса

Дизельным двигателям удалось пройти длительный и успешный путь развития от неэффективных и загрязняющих экологию агрегатов начала двадцатого века, до супер экономных и абсолютно беззвучных, которые сегодня устанавливаются на добрую половину всех выпускаемых автомобилей. Но, несмотря на такие удачные модификации, общий принцип их действия, отличающий дизельные моторы от бензиновых, остался все тем же. Постараемся рассмотреть данную тему подробнее.

В чем основные отличия дизельных двигателей от бензиновых?

Уже видно из самого названия, что дизельные двигатели работают не на бензине, а на дизельном топливе, которое также называют соляркой, ДТ или просто дизелем. Вникать во все подробности химических процессов перегонки нефти мы не будем, скажем только, что и бензин и дизель производят из нефти. Во время перегонки нефть делится на различные фракции:

• газообразные – пропан, бутан, метан;
• нарты (короткие цепочки углеводов) – используются для производства растворителей;
• бензин – взрывоопасная и быстро испаряющая прозрачная жидкость;
• керосин и дизель – жидкости с желтоватым оттенком и более вязкой структурой, чем у бензина.

То есть солярка производится из более тяжелых фракций нефти, ее важнейшим показателем является воспламеняемость, определяемая цетановым числом. Также ДТ характеризуется большим содержанием серы, которое, однако, стараются всеми силами уменьшать, чтобы топливо соответствовало экологическим стандартам.

Как и бензин, дизель делится на разные виды в зависимости от температурных режимов:

• летний;
• зимний;
• арктический.

Стоит также заметить, что дизельное топливо производят не только из нефти, но и из различных растительных масел – пальмового, соевого, рапсового и др., смешанных с техническим спиртом – метанолом.

Однако, заливаемое топливо – это не главное отличие. Если мы посмотрим на бензиновый и дизельный двигатели “в разрезе”, то разницы никакой визуально не заметим – те же поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик и так дальше. Но разница есть и она очень существенная.

Принцип работы дизельного двигателя

В отличие от бензиновых, в дизеле совсем по другому принципу происходит зажигание воздушно-топливной смеси. Если в бензиновых – как в карбюраторных, так и инжекторных – движках сначала происходит приготовление смеси, а затем ее воспламенение с помощью искры от свечи зажигания, то в дизеле в камеру сгорания поршня нагнетается воздух, затем воздух сжимается, разогреваясь до температур 700 градусов, и вот в этот момент в камеру попадает топливо, которое тут же взрывается и толкает поршень вниз.

Дизельные двигатели – четырехтактные. Рассмотрим каждый такт:

1. Такт первый – поршень движется вниз, открывается впускной клапан, тем самым в камеру сгорания попадает воздух;
2. Такт второй – поршень начинает подниматься, воздух начинает под давлением сжиматься и разогреваться, именно в этот момент через форсунку впрыскивается солярка, происходит ее возгорание;
3. Такт третий – рабочий, происходит взрыв, поршень начинает двигаться вниз;
4. Такт четвертый – открывается выпускной клапан и все отработанные газы выходят в выпускной коллектор или в патрубки турбины.

Конечно, все это происходит очень быстро – несколько тысяч оборотов в минуту, требуется очень слаженная работа и подгонка всех узлов – поршней, цилиндров, распределительного вала, шатунов коленвала, а самое главное датчиков – которые в секунду должны передавать на CPU сотни импульсов для мгновенной обработки и вычисления необходимых объемов воздуха и солярки.

Дизельные двигатели выдают больший коэффициент полезного действия, именно поэтому их используют на грузовых авто, комбайнах, тракторах, военной технике и так далее. ДТ более дешевое, но нужно отметить, что сам двигатель обходится дороже в эксплуатации, потому что уровень компрессии здесь почти в два раза выше, чем в бензиновом, соответственно нужны поршни особой конструкции, а все используемые узлы, детали и материалы усиленные, то есть стоят дороже.

Также очень строгие требования предъявляются к системам подачи топлива и отвода отработанных газов. Ни один дизель не сможет работать без качественного и надежного ТНВД – топливного насоса высокого давления. Он обеспечивает корректную подачу топлива на каждую форсунку. Кроме того на дизелях используются турбины – с их помощью отработанные газы используются повторно, тем самым повышая мощность двигателя.

Есть у дизеля и некоторый ряд проблем:

• повышенный шум;
• больше отходов – топливо более маслянистое, поэтому нужно регулярно проводить замену фильтров, следить за выхлопом;
• проблемы со стартом, особенно холодным, используется более мощный стартер, топливо быстро густеет при понижении температуры;
• дорого обходится ремонт, особенно топливной аппаратуры.

Одним словом – каждому свое, дизельные двигатели характеризуются большей мощностью, ассоциируются с мощными внедорожниками и грузовиками. Для простого же горожанина, который ездит на работу – с работы и по выходным выезжает за город, хватит и маломощного бензинового движка.

Видео, на котором показан весь принцип работы дизельного двигателя внутреннего сгорания

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Эффективная нейтрализация выхлопных газов — Liebherr

Требования к нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания растут из года в год. Несмотря на это, компетенции Liebherr в области двигателестроения позволили нам разработать оптимальные решения для соответствия даже самым строгим экологическим нормам. Мы предлагаем системы обработки выхлопных газов, которые надёжно работают в тяжёлых условиях эксплуатации, эффективно снижают выброс вредных веществ в атмосферу и, вместе с тем, оптимально сочетаются с нашими дизельными двигателями.

Дизельный двигатель D9508: на испытательном стенде производится замер выброса оксидов азота и сажевых частиц.

Liebherr традиционно придерживается принципов вертикальной интеграции производственных процессов. В этом ключе мы самостоятельно проектируем и изготавливаем основные компоненты и системы нашей техники. Учитывая растущие экологические требования к нейтрализации выхлопных газов, мы сосредоточили усилия на разработке собственной топливной аппаратуры и системы управления двигателем. Сегодня Liebherr предлагает унифицированный базовый двигатель, модульная архитектура которого позволяет быстро дополнять его разнообразными модификациями и системами нейтрализации ОГ. В результате двигатели Liebherr легко адаптируются к экологическим стандартам, действующим в различных странах и регионах.

Технология SCRonly для стандартов Stage IV / Tier 4 final

Дизельный двигатель Liebherr D946 A7, соответствующий экологическим требованиям Stage IV

Для нейтрализации выхлопных газов в соответствии со стандартами Stage IV или Tier 4 final в двигателях Liebherr применяется технология SCRonly, основанная на принципе селективного каталитического восстановления. Система SCRonly гарантирует соблюдение экологических норм и, вместе с тем, позволяет отказаться от дизельных катализаторов окисления (DOC-катализаторов), сажевых фильтров (DPF) и систем рециркуляции ОГ (EGR). Высокую производительность технологии SCRonly обеспечивает система непрерывного мониторинга выхлопных газов. Вместе с тем, мы также повысили КПД самого катализатора селективного восстановления. Так, для более точной дозировки раствора мочевины AdBlue в системе SCRonly используются специальные инжекторы. Они максимально распыляют жидкость и способствуют более эффективному снижению выброса оксидов азота.

Преимущества

В основе инновационной технологии Liebherr SCRonly лежит катализатор селективного восстановления, позволяющий нейтрализовать выхлопные газы без применения катализаторов окисления и сажевых фильтров. Такая система обработки ОГ является одним из самых современных отраслевых решений. К преимуществам технологии SCRonly относятся:

• Компактные монтажные размеры

• Лёгкая конструкция

• Отсутствие сажевого фильтра, требующего регулярной очистки

• Продолжительные интервалы замены масла

• Низкая стоимость приобретения и минимальные эксплуатационные затраты

• Малая потребность в охлаждении за счёт отсутствия рециркуляции ОГ

Соответствие требованиям Stage V

Анализ потока газов в SCR-системе

Анализ потока газов в SCR-системе

На графике отображены потоки отработанных газов и их температура. На основе этих данных модуль управления SCR-фильтра регулирует дозировку раствора мочевины Adblue таким образом, чтобы при её распылении был нейтрализован максимальный объём токсичных веществ. Вместе с тем, система снижает до минимума вероятность попадания раствора на металлические стенки корпуса.

Уже сейчас инженеры Liebherr работают над тем, чтобы обеспечить соответствие наших двигателей экологическим стандартам Stage V, которые в 2019 году вступят в силу на территории Европейского Союза. Одним из наиболее переспективных решенй в этой области являются наши SCR-фильтры, которые зарекомендовали себя в тоннелестроительных машинах Liebherr и успешно прошли сертификацию на соответствие нормам Stage IV на территории Швейцарии. Конструктивно это решение объединяет дизельный катализатор окисления (DOC-катализатор), катализатор селективного восстановления (SCR-катализатор) и сажевый фильтр с каталитическим покрытием. Данные фильтры нетребовательны и удобны в обслуживании. Как правило, потребность в чистке SCR-фильтров возникает не раньше 4500 моточасов, а выполнить её можно в любом центре восстановления компонентов Liebherr-Reman.

Дизельные двигатели авто — устройство и как работают, из чего состоят, типы дизелей

Всё про устройство и принцип работы современного дизельного двигателя автомобиля — какая конструкция и строение, из чего состоит. Подходит для начинающих автолюбителей и чайников.

Конструкция и строение

По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали усилены, чтобы воспринимать высокие нагрузки — ведь степень сжатия дизеля намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового мотора). Этим объясняется большой вес и габариты дизельного мотора в сравнении с бензиновым.

Принципиально отличие в способах формирования смеси топлива и воздуха, её воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает воздух. В конце такта сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800^оС, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается солярка и почти мгновенно самовоспламеняется.

Смесеобразование в дизелях протекает за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы, и каждая частица имела достаточное для полного сгорания количество воздуха. С этой целью топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания.

В дизелях применяют неразделенные камеры сгорания. Они представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня 3 и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление 1, выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.

Мелко распыленное топливо впрыскивается из форсунки 2 через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления. Чтобы топливо полностью сгорало и дизель обладал наилучшими мощностями и экономическими показателями, топливо нужно впрыскивать в цилиндр до прихода поршня в ВМТ.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления — отсюда повышенная шумность и жесткость работы. Такая организация рабочего процесса позволяет работать на очень бедных смесях, что определяет высокую экономичность. Экологические характеристики тоже лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ меньше, чем у бензиновых моторов.

К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность, трудности холодного пуска, проблемы с зимней соляркой. У современных дизелей эти проблемы не столь очевидны.

Дизельное топливо должно отвечать определенным требованиям. Главные показатели качества топлива — чистота, малая вязкость, низкая температура самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 40). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента впрыска его в цилиндр и двигатель работает мягче (без стуков).

Типы дизельных двигателей

Существует несколько типов дизельных моторов. Различие в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называю дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Непосредственный впрыск применяется на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это связано с трудностями процесса сгорания, а также повышенным шумом и вибрацией.

Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить экономичность, снизить шум и вибрацию.

Наиболее распространенным является другой тип дизеля — с раздельной камерой сгорания. Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Такие двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на современные автомобили.

Устройство топливной системы

Важнейшей системой является система топливоподачи. Ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

ТНВД

Предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и действий водителя. По своей сути современный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера.

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п.

На современных авто применяются ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время они предъявляют высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах малы.

Форсунки

Они вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе. Тип распылителя определяет форму факела топлива, которая важна для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

Топливный фильтр

Является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Как происходит запуск

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. В камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900^оС, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа.

Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30^оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув и Common-Rail

Эффективным средством повышения мощности является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и в результате увеличивается мощность. 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».

Турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные с надежностью работы турбокомпрессора. Так, его ресурс существенно меньше ресурса самого двигателя и не превышает 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Подробнее в статье: что такое турбокомпрессор.

Система Common-Rail. Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, 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.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи, и снижается шумность работы мотора.

Двигатель плохо заводится: причины и решение проблемы

Если машина не заводится, нужно сразу определить причины, которые негативно сказываются на запуске двигателя. А для этого необходимо систематизировать и сократить количество вариантов проблем работы двигателя. Мотор проблемно работает «на холодную» или «на горячую»? Двигатель работает на бензиновом или дизельном топливе? Ответы на эти вопросы помогут сократить количество причин плохой работы двигателя.

Почему плохо заводится двигатель? Нужно понять ключевую причину!

С пол-оборота возможно завести лишь идеально отстроенные типы двигателей с карбюратором или механическим впрыском первых поколений, не имеющие в составе никакой электроники. Во всех остальных случаях блок управления двигателем должен опросить датчики и, проанализировав их сигналы, дать команду на подачу искры.

На это уходит несколько оборотов мотора стартером. При неисправностях процесс затягивается, что сильно нервирует хозяина авто. В таких случаях имеет место проблема с запуском транспортного средства. Следует разделить факторы, негативно влияющие на запуск бензинового и дизельного двигателя.

Плохо заводится бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель отличается от дизельного, прежде всего, наличием свечей зажигания. Не путать со свечами накала. То есть, для того чтобы бензиновый движок работал как положено, необходимо поджигать топливно-воздушную смесь искрой от свечи зажигания.

Почему машина не заводится «на холодную».

Главными причинами, по которым машина плохо заводится на холодную, являются:

Слабый подсевший аккумулятор

Данный фактор плохого запуска двигателя широко распространен! Мороз приводит к ускоренной разрядке аккумуляторных батарей.

Решение:

• транспортное средство возможно завести, заменив аккумулятор на заряженный, или зарядить имеющийся;
• если это допускает автопроизводитель, то можно «прикурить авто». При этом обязательно учитывать последовательность действий, указанную в инструкции по эксплуатации.

Совет! Если вы сомневаетесь, заведется ли ТС в мороз по причине «подсевшего» аккумулятора, то следует понимать, что наиболее сильный заряд у аккумулятора будет только при первой попытке запустить движок. С момента открытия машины «брелоком» в системе запускаются процессы, потребляющие электричество, поэтому важно действовать быстро!

Наибольшей вероятностью завести ТС с подсевшим аккумулятором является:

1. Стоя рядом с машиной, открыть её и тут же сесть на водительское сидение, включив зажигание.
2. Подождать 2-4 секунды для активации всех систем ТС.
3. Повернуть ключ зажигания дальше, активировав стартер и запустив мотор.

Низкий уровень искрообразования

Второй, частый случай — это низкий уровень искрообразования.

Это может происходить по следующим причинам:

• при выходе из строя свечей зажигания;
• при нарушении электрических соединений системы зажигания;
• при выходе из строя катушек зажигания

В этом случае необходимо выявить причины и устранить источник неисправности, мешающей ТС запускаться при холодном моторе.

Решение:

Достаточно заменить свечи и проверить все соединения системы зажигания.

Причины плохого запуска двигателя «на горячую»

Для начинающего автолюбителя затрудненный старт на горячую выглядит как нечто сверхъестественное. Почему двигатель плохо заводится? Буквально полчаса назад заводил машину с полтычка, горячий двигатель обеспечен, а сейчас машина не заводится! Чудеса, да и только. Никакой магии – банальная механика и физика. Если машина не заводится на горячую, то причина может быть в неисправности какого-либо датчика. Неправильная работа одного датчика может стать причиной отказа двигателя в целом.

При проведении технического обслуживания необходимо проверять работоспособность и состояние датчиков. Некорректная их работа часто является проблемой, из-за которой двигатель плохо заводится на горячую. При проведении процедуры замены использовать средства для монтажа электрических контактов, они позволяют уменьшить риск выхода из строя.

Можно использовать спрей для электропроводки Electronic-Spray.

Низкое качество бензина

Не существует обывательского метода оценки качества топлива. Приходится использовать косвенные признаки, например, плохой завод после заправки на непроверенной АЗС. При этом пока ваша машина не заводится, есть большой шанс посадить аккумулятор, «убить свечи», засорить инжектор и даже разрушить движок в случае неправильной детонации.

Если плохо заводится на горячую движок, причина наверняка в неудачной заправке. Решение данной проблемы – использование присадок в бензобак, улучшающих основные показатели бензина.

Чтобы обезопасить себя от последствий заправки некачественным топливом и сохранить инжектор в хорошем состоянии, рекомендуем всегда держать под рукой долговременный очиститель инжектора Langzeit Injection Reiniger для бензиновых моторов и долговременную дизельную присадку Langzeit Diesel Additiv для дизельных.

Рекомендуется использовать данные присадки в топливо при заправках на непроверенных АЗС, а также на трассах.

Проблемы с воздушным фильтром

В зимний период при большом перепаде температур возможная причина таких проблем, как обледенение воздушного фильтра. Недостаток воздуха тоже является причиной, не позволяющей машине завестись. В этом случае рекомендуется при первых признаках неисправностей сразу заменить воздушный фильтр. Процедура достаточно простая и не требует специальных навыков.

ВАЖНО! Одним из ключевых факторов, провоцирующих плохой запуск транспортного средства на холодную, может являться неправильно подобранное масло для мотора. Если вы залили масло вязкостью 10W-ХХ и выше, а стукнули серьезные морозы, то масло загустевает и его прокачиваемость в холодной системе резко падает, что приводит к существенному износу движка при старте; как итог – машина не заводится.

Зимой важно выбирать только качественные масла проверенных производителей, так как это гарантирует соответствие масел заявленным параметрам «поведения» на морозе.

Причины, по которым движок дизельного класса не хочет заводиться

Дизельный движок отличает отсутствие свечей зажигания и принцип воспламенения от сжатия. Часто машина не заводится, потому что дизельный мотор очень требователен к качеству топлива, особенно во время езды зимой.

Вот почему обезопасить себя можно, используя специальные присадки депрессоры, в простонародье – антигели. Такие присадки предотвращают замерзание дизельного топлива в холодный период. Ассортимент таких присадок широкий, рекомендуется выбирать продукцию известных производителей, доказавших свою эффективность и безопасность. Одним из лидеров по тестам и отзывам потребителей является продукт известного немецкого бренда, компании LIQUI MOLY Дизельный антигель Diesel Fliess-Fit. Продукт отличает высокая степень модификации топлива и абсолютная безопасность для топливной аппаратуры дизельного движка.

Низкая компрессия дизельного двигателя

Второй существенной проблемой является низкая компрессия в дизельном моторе. Низкая компрессия может быть вызвана:

• износом цилиндропоршневой группы;
• закоксованностью колец.

Если с первой проблемой поможет только капитальный ремонт, то вторая проблема решается качественной профилактикой. В процессе эксплуатации внутри движка образуется нагар, шламы и лаковые загрязнения. Процесс неизбежен, со временем возникает ситуация, когда нагар не позволяет компрессионным кольцам работать правильно. Падает компрессия, давления становится недостаточно для воспламенения топливной смеси.

Профилактика подобных проблем заключается в применении специальных промывок масляной системы, позволяющих удалить нагарообразование. Одним из лучших средств для этого является очиститель масляной системы усиленного действия Oilsystem Spulung High Performance Diesel. Состав промывки разработан с учетом применения именно в дизельном двигателе, что позволяет добиться максимального эффекта от применения.

3 ПРОСТЫХ ШАГА ИЗБЕЖАТЬ БОЛЬШИНСТВА ПРОБЛЕМ С ЗАПУСКОМ ТС

Одной из основных проблем в российских условиях, вызывающих плохой запуск ТС, является качество российского топлива и последствия его использования: отложения в топливной системе, засорение форсунок, инжектора и т.д.

Для превентивного избегания подобных проблем транспортного средства рекомендуем:

1. Проверять аккумулятор перед зимним сезоном, производя его замену раз в 3 года.
2. Использовать очищающие и смазывающие топливные присадки.

• Использовать присадки в топливо, позволяющие удалить влагу из бака. Одной из лучших присадок является присадка в топливо «Антилед» Fuel Protect компании LIQUI MOLY.
• Почистить форсунки. Рекомендуем использовать присадки в топливо также компании LIQUI MOLY.
• Обязательно при проведении ТО инспектировать состояние электрических цепей автомобиля, своевременно проводить их очистку и использовать специальные защитные средства. Для очистки: безопасный очиститель контактов Kontaktreiniger. Для защиты: спрей для электропроводки Electronic-Spray.

1. Для моторов дизельного класса рекомендуем при каждой заправке зимой, особенно в теплую (!) погоду, заливать антигель. Это связано с тем, что некоторые АЗС в теплую зимнюю погоду могут продавать дизельное топливо без достаточного количества дорогостоящих «зимних» присадок, а потом приходят холода и двигатель не заводится.

Самое главное правило правильной эксплуатации любого автомобиля – правильная и качественная профилактика. Как и в медицине – легче предотвратить болезнь, нежели заниматься ее лечением.

В статье мы рассмотрели только малую часть причин, которые могут вызвать сбои в работе как отдельно движка, так и ТС в целом. Но даже эта краткая статья, надеемся, поможет избежать многих проблем, возникающих в процессе эксплуатации.

Как работают дизельные двигатели?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 июля 2020 г.

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такое случается каждый день. Но остановись и подумай
момент о том, что происходит — как огромная, тяжелая нагрузка
систематически поднимается против подавляющей силы гравитации, используя
не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) — и вы можете согласиться
то, что вы видите, весьма примечательно.Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков,
поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они
похожи на обычные бензиновые (бензиновые) двигатели, но вырабатывают больше мощности,
более эффективно, работая несколько иначе. Возьмем
пристальный взгляд!

На фото: Дизельные двигатели (как в этом локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и отполированный до блеска!) British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, названный Royal Scots Grey, датируемый 1960 годом.Вот фотография
Дизельный двигатель Napier Deltic, которым он питается.

Что такое дизельный двигатель?

На фото: типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга любезно предоставлено ВМС США.

Подобно бензиновому двигателю, дизельный двигатель является двигателем внутреннего сгорания.
двигатель. Горение — это другое слово для обозначения горения и внутреннего
означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором
топливо сжигается внутри основной части двигателя (цилиндров)
где производится энергия.Это сильно отличается от внешнего
двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром
локомотивы. В паровой машине на одном конце
бойлер, который нагревает воду для получения пара. Пар стекает долго
трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает
поршень вперед и назад для перемещения колес. Это внешний
горение, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно,
обычно на расстоянии 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо
горит внутри самих баллонов.Отходы внутреннего сгорания
гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно исходить откуда
производится в цилиндр: все происходит в одном и том же
место. Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны
чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии из
тот же объем топлива).

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в
немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух
впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает)
смесь, делающая его взрывоопасным, и небольшую электрическую искру от
свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться,
генерирующая мощность, которая толкает поршень вниз по цилиндру и
(через коленчатый вал и шестерни) крутит колеса. Ты можешь читать
подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем
статья о автомобильных двигателях.

Дизельные двигатели похожи, но попроще.Во-первых, воздух попадает в
цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо сильнее, чем в
бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь
сжат примерно до одной десятой от первоначального объема. Но в дизеле
В двигателе воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1]
Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали ее накачку.
Чем дольше вы его использовали, тем горячее в ваших руках. Это потому что
при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла
создается за счет нагнетания воздуха в 14-25 раз меньшее пространство, чем обычно
занимает.Так много тепла, что воздух действительно
горячий — обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда очень сильно
горячее. Как только воздух сжимается, топливный туман распыляется в
цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным
система впрыска топлива, которая работает как сложный аэрозоль
может. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности
водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух такой горячий, что
топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры
затыкать.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из
цилиндр, производящий мощность, которая приводит в движение транспортное средство или машину
на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в
цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан
и процесс повторяется — сотни или тысячи раз
минута!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Дизельные двигатели вдвое эффективнее бензиновых — около 40–45 процентов.
в лучшем случае эффективен.[2]
Проще говоря, это означает, что при том же количестве топлива вы можете пройти гораздо дальше.
(или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин для
это. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах.
Фундаментальная теория работы тепловых двигателей,
известное как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит от
от высоких и низких температур, между которыми он работает.
Дизельный двигатель, работающий через большую разницу температур
(более высокая самая высокая температура или самая низкая низкая температура) более эффективна.Во-вторых, отсутствие системы зажигания свечи зажигания делает
более простая конструкция, которая может с легкостью сжимать воздух намного сильнее, а также
это делает топливо более горячим и полным, высвобождая больше энергии.
Есть еще одна экономия на эффективности
тоже. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам понадобится
подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал;
дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда
они работают на более низкой мощности. Еще одним важным фактором является то, что
дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин
потому что молекулы, из которых он состоит, имеют больше энергии, запирая их
атомы вместе (другими словами, дизель
имеет более высокую удельную энергию, чем бензин).Дизель тоже лучше
смазка, чем бензин, так что
дизельный двигатель, естественно, будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совершенно разные. Вы это узнаете, если вы
когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или
грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель — это
низкосортный, менее очищенный нефтепродукт, полученный из более тяжелых
углеводороды (молекулы, состоящие из большего количества углерода и водорода
атомов).Сырые дизельные двигатели без сложной системы впрыска топлива
Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе — отсюда
популярность биодизеля (вид биотоплива, производимого, среди прочего,
вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя,
Рудольф Дизель успешно запускал свои первые двигатели на арахисовом масле и
думал, что его двигатель окажет людям услугу, освободив их от
зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованная
источники энергии. [3]
Если бы он только знал!

Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара
Защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine), чтобы сделать биодизельное топливо для своего фургона (прикрепленного к передней части), используя отработанное кулинарное масло, выбрасываемое ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющих 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США.
Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели — самые универсальные двигатели, работающие на топливе, которые широко используются сегодня.
можно найти во всем: от поездов и кранов до бульдозеров и
подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще,
эффективнее и экономичнее. К тому же они безопаснее, потому что дизельного топлива меньше.
летучий и его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей они особенно хороши для
перемещать большие грузы на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в
грузовые суда, грузовики, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие
означает, что части дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большие
напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Вот почему
дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему, надолго
время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока
это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели обычно более
надежны и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на
Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США.
Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Загрязнение одно
из самых больших недостатков дизельных двигателей: они
производят смесь загрязняющих веществ, в том числе оксиды азота, оксид углерода,
углеводороды и частицы сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья.Теоретически дизели более экономичны, поэтому они
должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и
меньше способствуют глобальному потеплению.
На практике есть некоторые споры о том, правда ли это на самом деле.
Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива.
лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей,
хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили
по сравнению, дизели действительно лучше выходят.
Другое недавнее исследование показывает, что даже новые дизельные автомобили
сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль
соответствует нормам выбросов EURO 6, производит примерно в 10 раз больше азота
оксидное загрязнение, как у сопоставимого автомобиля с бензиновым двигателем. [4]
А как насчет выбросов CO2?
По данным Британского общества автопроизводителей
и трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбравшие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу».
Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые, хотя их эксплуатационные расходы и
более длительный срок службы обычно компенсирует это.Даже в этом случае покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали.
скандал с выбросами Volkswagen
в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше
загрязнение.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут продолжать устанавливаться на тяжелых транспортных средствах — грузовиках,
автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все зависит от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный толчок к тому, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, и эти улучшенные газовые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях.В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными
бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вытесненными и вовсе. Опять же сами дизели
постоянно развиваются; В 2011 году Министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизельное топливо может остаться.
соперник в автомобилях меньшего размера на многие годы вперед, особенно если их выхлопные газы
можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Изображение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он нарисовал его в своем патенте 1895 года.Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как его называют дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключает подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, а затем снова включает ее, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в
Патент США № 542846: Способ и устройство для преобразования тепла в работу Рудольфа Дизеля.

Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913). Вот вкратце история:

• 1861: французский инженер Альфонс Бо де Роша (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
• 1876: немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
• 1878: Шотландец Дугальд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
• 1880: 22 года,
  Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру по холодильникам Карлу фон
  Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку
  о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
• 1890: Дизель выясняет, как улучшить внутреннее сгорание
  двигатель, работающий при более высоких давлениях и температурах, не требующий свечи зажигания.
• 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы не дать другим получить от них прибыль.
• 1893: Дизель создает огромный стационарный двигатель, который работает целую минуту самостоятельно.
  власти, 17 февраля 1894 года.
• 1895: Патент на двигатель Дизеля получен в США 16 июля 1895 г.
• 1898: С помощью Дизеля первый коммерческий двигатель построен в
  фабрика в Сент-Луисе, штат Миссури, США, автор — Адольфус Буш
  (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
• 1899: На заводе Diesel в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей.
  Дизель начинает передавать свои идеи другим фирмам и вскоре становится
  очень богатый.
• 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марн-Рейн во Франции.
• 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
• 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно.
  доказано.
• 1931: Клесси Камминс,
  основатель Cummins Engine Co., построил один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и продемонстрировал его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
• 1931: Компания Caterpillar произвела революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty,
  свой первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, основанный на популярной модели Caterpillar Sixty.
• 1936: Mercedes представляет
  260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и
  остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
• 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его достоинства.Несомненно, доказывая превосходство дизельного топлива, это звучит как похоронный звон для паровозов.
• 1970-е: Мировой топливный кризис пробудил возобновление интереса к использованию небольших эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
• 1987: всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2)
  переоборудованный девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что сделало его самым мощным торговым судном с дизельными двигателями того времени.
• 2000: Peugeot представляет первые в мире фильтры твердых частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, заявив, что выбросы сажи сокращаются на 99 процентов.
• 2015: Volkswagen погрузился в огромный мировой скандал из-за систематического мошенничества при испытаниях дизельных двигателей на выбросы выхлопных газов. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
• 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей, объявляя об этом
  все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими с 2019 года.

Как работает дизельный двигатель

Традиционно,
дизельные двигатели
всегда считались шумными, вонючими и
слабый
двигатели
мало пользы, кроме грузовиков, такси и фургонов.Но
дизельные двигатели и их система впрыска стали более совершенными,
В 80-е годы эта ситуация изменилась. В Великобритании в 1985 г. было почти
Продано 65000 дизельных автомобилей (около 3,5% от общего количества проданных автомобилей),
по сравнению с 5380 в 1980 году.

Двигатель воспламенения от сжатия

Многие автомобильные дизели основаны на существующих конструкциях бензиновых двигателей, но основные компоненты усилены, чтобы выдерживать повышенное давление.Топливо подается от ТНВД и дозатора, которые обычно устанавливаются сбоку от блока цилиндров. Никакой системы электрического зажигания не требуется.

Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми двигателями является их более низкая
эксплуатационные расходы. Отчасти это связано с большей эффективностью высоких

степень сжатия
дизельный двигатель и отчасти из-за более низкой цены на дизельное топливо

топливо
— хотя разница в цене варьируется, поэтому преимущество использования
дизельный автомобиль будет немного дешевле, если вы живете в районе с высокими ценами.
дизельное топливо Межсервисные интервалы тоже часто длиннее, но многие дизельные модели
требуют более частой замены масла, чем их бензиновые аналоги.

Повышение мощности

Главный недостаток дизельного автомобиля — меньшая производительность по сравнению с
бензиновые двигатели эквивалентной мощности.
Один из способов решения проблемы — просто увеличить размер двигателя,
но это часто приводит к значительному увеличению веса.
Некоторые производители добавляют
турбокомпрессоры
к их двигателям, чтобы заставить их
конкурентоспособные с точки зрения производительности; Среди них Rover, Mercedes, Audi и VW.
производители турбодизелей.

Как работают дизельные двигатели

Индукционная

Когда поршень начинает двигаться вниз по каналу, впускной клапан открывается, и воздух всасывается.

Сжатие

Впускной клапан закрывается в конце хода. Поршень поднимается для сжатия воздуха.

Зажигание

Топливо впрыскивается в верхней части хода.Он воспламеняется и заставляет поршень опускаться.

Выхлоп

При движении поршня вверх выпускной клапан открывается, и сгоревший газ удаляется.

Дизельный двигатель работает иначе, чем бензиновый, даже если они
общие основные компоненты, и оба работают на четырехтактном
цикл
. Главный
различия заключаются в способе воспламенения топлива и в том, как
регулируется.

В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от
Искра
.В дизеле
двигатель,
зажигание
достигается
сжатие
одного воздуха. Типичное сжатие

соотношение
для дизельного двигателя это 20: 1 по сравнению с 9: 1 для бензинового двигателя.
При таком сильном сжатии воздух нагревается до температуры, достаточно высокой, чтобы
зажигать топливо самопроизвольно, без искры и, следовательно,
система зажигания.

Бензиновый двигатель всасывает переменное количество воздуха на одно всасывание
Инсульт
, то
точное количество в зависимости от открытия дроссельной заслонки. С другой стороны, дизельный двигатель.
рука всегда втягивает одинаковое количество воздуха (при каждой частоте вращения двигателя) через
нерегулируемый впускной тракт, который открывается и закрывается только впуском
клапан

(нет ни
карбюратор
ни дроссельной заслонки).

Когда
поршень
достигает эффективного конца своего
индукция
ход, вход
клапан закрывается. Поршень, приводимый в движение силой других поршней и
импульс
маховик
, перемещается на вершину
цилиндр
, сжимая
воздух примерно в двадцатую часть своего первоначального
объем
.

Когда поршень достигает максимума своего хода, точно отмеренное количество
дизельное топливо впрыскивается в
камера сгорания
. Тепло от сжатия
немедленно воспламеняет топливно-воздушную смесь, вызывая ее возгорание и расширение.Этот

силы
поршень вниз, поворачивая
коленчатый вал
.

По мере продвижения поршня вверх цилиндр на
выпускной ход
, выпускной клапан
открывается и позволяет сгоревшим и расширенным газам проходить вниз по
выхлопная труба
.
В конце такта выпуска цилиндр готов к новому
заряжать
из
воздуха.

Конструкция двигателя

Основные компоненты дизельного двигателя похожи на компоненты бензинового двигателя.
и выполнять ту же работу. Однако деталей дизельного двигателя приходится производить много
сильнее, чем их аналоги с бензиновым двигателем, из-за гораздо более высоких нагрузок
вовлеченный.

Стены дизеля
блокировка двигателя
обычно намного толще блока
разработаны для бензинового двигателя, и у них есть больше перемычек, чтобы обеспечить дополнительные
прочность и способность поглощать стрессы. Помимо большей прочности, сверхмощный
block также может более эффективно снижать шум.

Поршни,
шатуны
, коленчатые валы и
несущий
шапки должны быть сделаны
сильнее, чем их аналоги с бензиновым двигателем. В
крышка цилиндра
дизайн должен
сильно отличаться из-за
топливные форсунки
а также из-за формы
своего
горение
и вихревые камеры.

Инъекция

Прямой впрыск

Прямой впрыск означает, что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания в верхней части днища поршня.

Форма камеры лучше, но труднее заставить топливо правильно смешиваться с воздухом и гореть без резкого, характерного дизельного «стука».

Для любого
двигатель внутреннего сгорания
для бесперебойной и эффективной работы
топливо и воздух необходимо тщательно перемешать.Проблемы смешения топлива и воздуха являются
особенно хорош в дизельном двигателе, где воздух и топливо вводятся на
разное время в течение цикла и должны перемешиваться внутри цилиндров.

Существует два основных подхода: прямой впрыск и непрямой впрыск.
Традиционно использовалась непрямая инъекция, потому что это самый простой
способ введения
турбулентность
так что впрыскиваемый топливный спрей хорошо смешивается с
сжатый воздух в камере сгорания.

В двигателе с непрямым впрыском имеется небольшая спиральная вихревая камера (также
называется камерой предварительного сгорания), в которую
инжектор
впрыскивает топливо
прежде, чем он достигнет самой основной камеры сгорания.Вихревая камера создает
турбулентность в топливе, чтобы оно лучше смешивалось с воздухом при сгорании
камера.

Недостатком этой системы является то, что вихревая камера эффективно становится
часть камеры сгорания. Это означает, что камера сгорания как
все имеет неправильную форму, что вызывает проблемы с горением и затрудняет
эффективность.

Непосредственный впрыск

Непрямой впрыск

Непрямой впрыск означает, что топливо впрыскивается в небольшую камеру предварительного сгорания.Это ведет к основной камере сгорания.

Такая конструкция нарушает идеальную форму камеры сгорания.

Двигатель с прямым впрыском не имеет вихревой камеры, в которую подается топливо.
впрыскивается — топливо попадает прямо в камеру сгорания.
Инженеры должны очень внимательно относиться к конструкции камеры сгорания.
в головке поршня, чтобы обеспечить достаточную турбулентность.

Контроль скорости

Свечи накаливания

Для предварительного нагрева головки цилиндров и блока цилиндров перед холодным запуском в дизельном топливе используются свечи накаливания.Они выглядят как короткие короткие свечи зажигания и подключены к электрической системе автомобиля. Элементы внутри очень быстро нагреваются при подаче питания.

Свечи накаливания активируются либо вспомогательным положением переключателя на рулевой колонке, либо отдельным переключателем. На последних моделях они автоматически отключаются, когда двигатель запускается и разгоняется до скорости выше холостого хода.

Дизельный двигатель не дросселируется, как бензиновый двигатель, поэтому количество воздуха
всасывается при любой частоте вращения двигателя всегда одинаково.Обороты двигателя
регулируется исключительно количеством топлива, впрыснутого в камеру сгорания —
с большим количеством топлива в камере сгорание более ожесточенное и увеличивается мощность
произведено.

ускоритель
педаль соединена с дозатором двигателя
система впрыска, а не дроссельная заслонка, как на бензине
двигатель.

Остановка дизеля по-прежнему включает выключение ключа зажигания, но, скорее,
чем отсечение искр, это закрывает электрический
соленоид
что отсекает
подача топлива на форсунку
насос
узла учета и распределения топлива.В этом случае двигателю необходимо использовать лишь небольшое количество топлива, прежде чем он начнет работать.
остановка. Фактически, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые.
потому что гораздо более сильное сжатие оказывает большее замедляющее действие на
двигатель.

Запуск дизеля

Как и в случае с бензиновыми двигателями, дизельные двигатели запускаются включением
электрический
мотор
, с которого начинается
воспламенение от сжатия
цикл. Когда холодно,
однако дизельные двигатели сложно запустить просто потому, что.сжатие
воздух не приводит к температуре, достаточно высокой для воспламенения топлива.

Чтобы обойти проблему, производители
соответствовать

свечи накаливания
. Это маленькие
электронагреватели, питаемые от автомобильной
аккумулятор
, которые включены несколько
секунд до попытки запуска двигателя.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. это
немного менее рафинированный, в результате получается более тяжелый, более вязкий и менее
летучий
жидкость
.Эти физические характеристики часто приводят к тому, что
именуется «дизельное топливо» или «мазут». На дизельных насосах в гараже
АЗС его часто называют «дерв», сокращенно от «дорога с дизельным двигателем».
транспортных средств.

Дизельное топливо может немного затвердеть или даже затвердеть на очень холоде.
Погода. Это усугубляется тем фактом, что он может поглощать очень маленькие
количество воды, которая может замерзнуть. Все виды топлива поглощают крошечные количества
вода из атмосферы и утечка в подземные резервуары
довольно часто.Дизельное топливо может выдерживать содержание воды до 50 или 60
частей на миллион без проблем — чтобы представить это в перспективе, это
примерно четверть кружки воды на каждые десять галлонов топлива.

Замерзание или восковая депиляция могут блокировать
топливные магистрали
и форсунки и предотвратить
двигатель не работает. Вот почему в очень холодную погоду вы будете
время от времени можно увидеть людей, играющих в паяльные лампы на топливных магистралях своих грузовиков.

Знакомство с дизельными двигателями для новичков

Знакомство с дизельными двигателями для новичков

Майк МакГлотлин

Не секрет, что большинство американцев больше привыкли к бензиновым двигателям, чем к дизелям.Статистические данные, собранные RL Polk, подтверждают это, поскольку всего 2,8 процента всех зарегистрированных легковых автомобилей (легковые автомобили, внедорожники, пикапы и фургоны) в 2013 году работали на дизельном топливе № 2. Безусловно, большинство людей в США ожидают найти искру. заглушки или блоки змеевиков, когда они открывают капот, а не турбокомпрессоры и топливные насосы (два очень важных элемента почти на каждом дизельном двигателе, с которым вы столкнетесь, отсюда и термин «турбодизель»).

Чтобы понять различия между дизельным и бензиновым двигателями, мы начнем со всех общих черт между ними.Тип топлива, сжигаемого любой силовой установкой, ничего не меняет в отношении общего состава двигателя (то есть вращение коленчатого вала, движение шатунов и поршней вверх и вниз, нагнетание воздуха и отвод выхлопных газов). Фактически, одна и та же базовая архитектура очень похожа. Но то, что происходит в цилиндре в дизельном топливе, сильно отличается от того, что вы найдете в его бензиновых аналогах.

Самый простой способ объяснить разницу между бензиновыми и дизельными двигателями — это «воздух» и «топливо».«В бензиновом двигателе воздушный поток — это все. Ты задыхаешь воздух. Дизельная мельница — полная противоположность. Он работает на основе ограничения количества впрыскиваемого топлива — воздух просто следует этому примеру. Следовательно, нет необходимости дросселировать поступающий воздух. С этой целью в дизельном двигателе также не создается вакуума.

Впускной воздух

Для наших целей мы будем использовать четырехтактный дизельный двигатель с турбонаддувом и промежуточным охлаждением, чтобы проиллюстрировать потоки воздуха и топлива через современную дизельную электростанцию.Свежий воздух поступает в корпус компрессора (сторона всасывания) турбокомпрессора и сжимается в крыльчатке компрессора, где создается наддув. Это делает воздух более плотным, но и намного теплее.

Для охлаждения сжатого воздуха перед его поступлением в головку (головки) цилиндров он проходит через охладитель наддувочного воздуха (также известный как промежуточный охладитель). Чаще всего используется промежуточный охладитель типа воздух-воздух и по сути представляет собой простой теплообменник. Интеркулер значительно снижает температуру всасываемого воздуха на пути к двигателю и делает это с очень минимальной потерей наддува.

Компрессионное зажигание

Все становится интереснее, когда сжатый воздух нагнетается в цилиндр. Во время такта впуска, когда поршень опускается в нижнюю границу своего диапазона, впускной клапан (ы) открывается, позволяя «не дросселирующему» воздуху заполнить цилиндр. Это отличается от бензинового двигателя двумя способами: 1) газовые двигатели вводят смесь топлива и воздуха во время такта впуска и 2) в дизельном топливе воздух всасывается только во время такта впуска. Затем впускной клапан (-ы) закрывается, и начинается такт сжатия.Когда поршень движется вверх, воздух, который когда-то заполнял цилиндр, теперь занимает всего 6% от площади, которую он занимал раньше. Этот воздух под огромным давлением мгновенно перегревается до более чем 400 градусов тепла, что более чем достаточно, чтобы дизельное топливо воспламенилось само по себе. Именно это и происходит в верхней части хода поршня. Ранее упомянутый перегретый воздух встречает порцию дизельного топлива (выпускаемого в цилиндр соответствующей топливной форсункой) в течение идеального промежутка времени, прежде чем поршень достигнет верхней мертвой точки и произойдет сгорание.Поскольку дизельный двигатель использует теплоту сжатия для воспламенения топлива, никакой помощи для начала процесса сгорания не требуется (например, свечи зажигания, например, в бензиновом двигателе).

Турбокомпрессоры делают дизели такими, какие они есть: отличными

Последним этапом работы является такт выпуска, при котором отработавшие газы сгорания вытесняются из выпускных клапанов через выпускной коллектор в сторону турбины (выхлопа) турбонагнетателя. В обычном бензиновом двигателе нет турбонагнетателя, а это означает, что выхлопные газы, выходящие из двигателя, сразу же направляются в выхлопную трубу.Это не так в дизельном топливе, поскольку турбонагнетатель, который нагнетает свежий воздух в двигатель, фактически использует выхлопные газы, оставляя его, чтобы управлять самим. Поскольку турбокомпрессор состоит из турбинного (выпускного) колеса, имеющего общий вал с компрессорным (впускным) колесом, выхлопные газы всегда необходимы для подачи воздуха в двигатель. Одно зависит от другого. Мы разберем важность турбонагнетателя следующим образом: вы дросселируете топливо (отправляете дизельное топливо в двигатель), происходит сгорание, выхлопные газы покидают двигатель, вращая колесо турбины на выходе, которое поворачивает колесо компрессора, вводя воздух. в двигатель.Бесконечный цикл, если хотите. Тепловой КПД дизельного двигателя повышается за счет турбонагнетателя, поскольку он увеличивает объем поступающего в него воздуха, что создает основу для сжигания большего количества топлива.

Различия в горении

Одно из основных различий между дизельными и газовыми двигателями заключается в типе сгорания, который каждый из них использует. Как обсуждалось выше, в дизельном топливе, когда топливо наконец встречает сжатый воздух в цилиндре, результатом является сгорание. В бензиновом двигателе топливо и воздух смешиваются еще до того, как произойдет сгорание.Но, кроме того, камеры сгорания каждого двигателя расположены по-разному. В типичном бензиновом двигателе камера сгорания утоплена в головке (головках) цилиндров. В дизельном двигателе с прямым впрыском камера сгорания фактически находится внутри поршня. Эта камера сгорания чаще всего имеет конструкцию «мексиканской шляпы», которая состоит из утопленного отверстия в центре поршня. Внизу этого углубления имеется выступ конической формы. Поскольку топливная форсунка расположена непосредственно над ней, именно этот выступ позволяет оптимизировать распыление топлива и совершать процесс сгорания.Более чем в 99 процентах всех дизельных двигателей используется конструкция Mexican Hat, поскольку основную ударную нагрузку от взрыва сгорания принимает на центр поршня, а не на головку поршня. Это придает поршню исключительную надежность.

Прямой впрыск

Проще говоря, прямой впрыск означает, что форсунки системы выступают и распыляют прямо на верхнюю часть поршня. Здесь нет форкамеры или вихревой камеры, и топливо не должно проходить через впускной коллектор перед поступлением в цилиндр.При непосредственном впрыске весь процесс сгорания происходит быстрее, проще и намного эффективнее, чем в типичном бензиновом двигателе с многоточечным впрыском топлива. Дизели с прямым впрыском также работают при очень бедном соотношении воздух / топливо по сравнению с бензиновыми двигателями. Типичное соотношение воздух / топливо от 25: 1 до 40: 1 (дизельное топливо) по сравнению с 12: 1 до 15: 1 (бензин) дает некоторое представление о том, почему дизели настолько консервативны в отношении расхода топлива. Эффективность дополнительно подтверждается тем фактом, что современные дизельные двигатели с прямым впрыском впрыскивают топливо при давлении, приближающемся (или в некоторых случаях превышающем) 30 000 фунтов на квадратный дюйм.Это обеспечивает наилучшее возможное распыление не только для эффективного сжигания, но и с низким уровнем отходящего тепла.

Начало впрыска по времени

Хотя термин «синхронизация» часто используется как в мире бензиновых, так и в дизельных двигателях, это одно слово означает две очень разные вещи в зависимости от того, с каким типом двигателя вы имеете дело. Излишне говорить, что важно проводить различие между ними. В бензиновом двигателе время относится к началу сгорания. В дизельном топливе синхронизация — это начало впрыска, или SOI (когда форсунка начинает распылять топливо в цилиндр).Опять же, все сводится к тому, что топливо (и система впрыска) является ключевым аспектом дизельного двигателя.

Момент. Много этого.

Люди, незнакомые с дизельными двигателями, часто задаются вопросом, почему и как они создают впечатляющий крутящий момент, который они создают. Отношение крутящего момента к мощности в дизельных двигателях редко бывает ниже 2: 1, а для двигателей тяжелой промышленности типично соотношение 3: 1 и даже 4: 1. Бензиновые двигатели намного ближе к соотношению 1: 1. Причина, по которой дизельные двигатели вырабатывают такой большой крутящий момент, связана с тремя ключевыми факторами: 1) наддув, создаваемый турбонагнетателем, 2) ход поршня и 3) давление в цилиндре.

В настоящее время серийные дизельные двигатели получают давление от 25 до 35 фунтов на квадратный дюйм прямо с завода. Для сравнения, наддув в 10 фунтов на квадратный дюйм часто считается чрезмерным в бензиновых двигателях. Лучшее в сжатом всасываемом воздухе (то есть наддув) в дизельном двигателе заключается в том, что он снижает насосные потери двигателя на такте впуска и увеличивает давление в цилиндре на рабочем такте (сгорание).

Коленчатые валы с длинным ходом всегда способствовали созданию крутящего момента, будь то бензиновый или дизельный двигатель.Но почему? Посмотрите на это так, как будто вы используете длинный гаечный ключ, чтобы ослабить очень тугой болт, а не более короткий гаечный ключ, который не мог справиться с работой с самого начала. Вы можете применить больший крутящий момент с большим рычагом, не так ли? Конечно вы можете. В длинноходном двигателе шатун может использовать большее усилие при повороте коленчатого вала (в то время как поршень опускается во время рабочего хода): следовательно, больший крутящий момент.

Как вы, возможно, уже догадались, давление в цилиндре, создающее крутящий момент, создается во время рабочего хода.Увеличение времени впрыска, которое происходит в цилиндре с более ранним началом впрыска (SOI), эффективно создает большее давление в верхней части поршня. Чем больше давление создается в верхней части поршня, тем создается больший крутящий момент.

Перестроен

Чрезвычайное давление в цилиндре, длинный ход и высокий уровень наддува не только объясняют, почему дизели создают крутящий момент, но и объясняют, почему дизельные электростанции построены с использованием таких сверхпрочных компонентов. Чтобы противостоять огромным нагрузкам, которые они испытывают, производители используют чугунные блоки с глубокой юбкой (и даже чугун с уплотненным графитом), коленчатые валы и шатуны из кованой стали и обычно используют головки цилиндров с минимум 6 болтами на цилиндр.Цельностальные поршни пользуются успехом даже в тяжелой промышленности и в двигателях класса 8. В целях долговечности дизельные двигатели имеют надстройку. В дизелях малого рабочего объема нередко можно найти заводскую штриховку, которая все еще присутствует на цилиндрах после 300 000 миль использования. И это нормально для внедорожного двигателя класса 8 — проехать от 750 000 до 1 000 000 миль между капитальными ремонтами.

Дизель никуда не денется

Метод сгорания, впрыска топлива и зажигания, используемый в дизельном двигателе, определенно отличает его от его бензинового аналога.Преимущество дизельного топлива по сравнению с бензиновыми электростанциями — это то, что выдвинуло его на передний план в сегодняшних разговорах об экономии топлива. В связи с быстрым приближением стандартов CAFE (средняя корпоративная экономия топлива), шумом вокруг гибридных автомобилей, кажущихся плоскими, и электромобилей, не обеспечивающих достаточный запас хода, в ближайшие годы все больше производителей обратятся к дизельным электростанциям, чем когда-либо прежде. Будьте уверены, дизельные двигатели здесь не только надолго — они вполне могут стать двигателем будущего.

Источники:

Diesel Power Magazine
Апрельский выпуск 2009 г., стр. 50

The Diesel Forum (данные R.L. Polk)
http://www.dieselforum.org/resources/top-10-states-of-diesel-drivers

TTS Power Systems (начало впрыска)

Книга: « Современные дизельные технологии: Дизельные двигатели »
Шон Беннетт

Как это работает: дизельные двигатели
http://www.dieselpowermag.com/tech/1208dp_how_it_works_diesel_engines/

Дизельный двигатель

— Студенты | Britannica Kids

Введение

Encyclopædia Britannica, Inc.

Из всех двигателей внутреннего сгорания дизельный двигатель является наиболее эффективным, то есть он может извлекать наибольшее количество механической энергии из заданного количества топлива. Такой высокий уровень производительности достигается за счет сжатия воздуха до высокого давления перед впрыском очень маленьких капель топлива в камеру сгорания. Высокие температуры, возникающие при сильном сжатии воздуха в дизельном двигателе, вызывают горение топлива без свечи зажигания, необходимой в бензиновом двигателе. Очень большие дизельные двигатели, которые используются для стационарного производства энергии и для питания лодок и кораблей, могут быть вдвое эффективнее обычного автомобильного бензинового двигателя.Однако из-за высокого давления, создаваемого внутри дизельных двигателей, необходимы тяжелые двигатели с толстыми стенками цилиндров. Большой вес и необходимость тщательного обслуживания системы впрыска топлива сделали дизельный двигатель наиболее полезным для грузовиков, автобусов, малых и средних судов и буксиров, передвижных промышленных энергетических систем и дизель-электрических железнодорожных локомотивов. Его вес делает дизельный двигатель непригодным для использования в самолетах, и он нашел лишь ограниченное применение в легковых автомобилях.

Как работает дизельный двигатель

В дизельных двигателях используется обычное расположение цилиндров и поршней.Цилиндры могут быть расположены вертикально в линию, двумя рядами, образующими V, или с цилиндрами, расходящимися из центра, как спицы в колесе. (См. Также Двигатель внутреннего сгорания; Автомобиль, «Силовая установка».)

В широко используемом четырехтактном двигателе поршень втягивает воздух в цилиндр во время первого хода. Во время второго хода воздух сжимается в цилиндре примерно до одной пятнадцатой своего первоначального объема. Инженеры называют это степенью сжатия 15: 1 или 15: 1. В конце сжатия давление воздуха более чем в 40 раз превышает атмосферное давление, а температура воздуха превышает 1000 ° F (540 ° C).В этот момент заранее определенное количество мелкодисперсного топлива или топлива в форме очень маленьких капель впрыскивается в цилиндр через топливный насос. Очень высокая температура воздуха в цилиндре приводит к очень быстрому сгоранию топлива без использования свечи зажигания. Высокотемпературный сгоревший газ толкает поршень к нижней части цилиндра, передавая мощность на коленчатый вал во время третьего хода. Во время четвертого такта выхлопные газы под низким давлением проталкиваются через выхлопное отверстие.Таким образом, только один ход из четырех обеспечивает мощность.

В двухтактных двигателях, которые обычно меньше четырехтактных дизельных двигателей, воздух поступает непосредственно перед началом сжатия, а сгоревшие газы выпускаются ближе к концу рабочего такта. Таким образом, двухтактный двигатель развивает мощность один раз за каждый второй ход. Двухтактный двигатель обычно менее эффективен, чем четырехтактный двигатель, но может развивать большую мощность при данном размере двигателя и скорости. Двухтактные двигатели используются там, где необходимы небольшие одно- или двухцилиндровые двигатели и где прерывистое действие четырехтактного двигателя потребует слишком большого маховика, чтобы двигатель работал почти с постоянной скоростью.

Сердце дизельного двигателя — это система впрыска топлива. У каждого цилиндра есть отдельный топливный насос, который может создавать давление, превышающее тысячу фунтов на квадратный дюйм (70 килограммов на квадратный сантиметр), чтобы нагнетать отмеренное количество масла через очень маленькие отверстия форсунки в цилиндр. Высокое давление в сочетании с небольшими отверстиями вызывает распыление топлива. Количество топлива, впрыскиваемого при каждом такте, должно изменяться, чтобы соответствовать требованиям к мощности, предъявляемым к двигателю.Для дизельных двигателей могут использоваться различные типы масел. Наиболее часто используемое масло, обычно называемое дизельным топливом, аналогично тому, которое используется в системах отопления дома.

Высокое давление, развивающееся при сжатии, требует больших пусковых двигателей для автомобильных дизелей. Большие неавтомобильные дизельные двигатели обычно запускаются сжатым воздухом от вспомогательного компрессора и резервуара для хранения воздуха. Для холодного небольшого дизельного двигателя во время запуска требуется источник тепла в цилиндре, называемый свечой накаливания, чтобы способствовать начальному сгоранию.В очень холодную погоду требуются более длительные периоды прогрева, а также необходимо следить за тем, чтобы топливо могло легко перетекать из бака в двигатель. Поэтому дизельные двигатели не рекомендуются для использования в автомобилях в очень холодном климате, если топливо не может быть предварительно подогрето. Производительность больших дизельных двигателей может быть улучшена путем добавления нагнетателя, который предварительно сжимает воздух перед тем, как он поступает в цилиндр, тем самым увеличивая количество воздуха и топлива, доступных для сгорания во время каждого рабочего такта.

История и применение

Дизельный двигатель был впервые разработан немецким инженером Рудольфом Дизелем, который попытался повысить эффективность парового двигателя и бензинового двигателя, изобретенного незадолго до этого (см. Дизель, Рудольф). Современный дизельный двигатель по-прежнему очень похож на тот, который описал Дизель в его первоначальном патенте 1892 года и описании 1893 года. Первый дизельный двигатель для коммерческого использования был построен в США и установлен в Санкт-Петербурге.Луи, Миссури, пивоваренной компанией в 1898 году. Конструкция двигателя была основана на двигателе, выставленном в Германии. В течение нескольких лет в эксплуатации находились тысячи дизельных двигателей.

Дизельные двигатели обычно имеют мощность от 10 до 1500 лошадиных сил. Они широко используются в автобусах и грузовиках, где важна топливная экономичность. Они приводят в движение тракторы, экскаваторы, воздушные компрессоры, насосы, подъемники и лебедки, оборудование для кондиционирования воздуха и холодильное оборудование, а также многие другие промышленные машины. Тихоходные дизельные двигатели очень надежны и используются как для производства электроэнергии, так и для морских судов.До развития атомной энергетики все подводные лодки были дизельными. Почти все железнодорожные локомотивы теперь используют дизель-электрический привод, в котором двигатель соединен с электрогенератором, который подает электроэнергию на двигатели, приводящие в движение колеса.

В последние годы в сельском хозяйстве Китая произошла революция за счет замены сельскохозяйственных тягловых животных на местные 12-сильные одноцилиндровые дизельные тракторы на опорах типа тачки.

Фред Лэндис

Как работают дизельные двигатели | HowStuffWorks

Одна из самых популярных статей HowStuffWorks — «Как работают автомобильные двигатели», в которой объясняются основные принципы внутреннего сгорания, обсуждается четырехтактный цикл и рассказывается обо всех подсистемах, которые помогают двигателю вашего автомобиля выполнять свою работу.В течение долгого времени после того, как мы опубликовали эту статью, одним из наиболее частых вопросов (и одним из наиболее частых предложений, внесенных в ящик для предложений) был: «В чем разница между бензиновым и дизельным двигателями?».

История Diesel фактически начинается с изобретения бензинового двигателя . Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель к 1876 году. В этом изобретении использовался принцип четырехтактного сгорания, также известный как «цикл Отто», и это основная предпосылка для большинства современных автомобильных двигателей.На начальном этапе бензиновый двигатель был не очень эффективным, и другие основные способы транспортировки, такие как паровой двигатель , также не справлялись. Только около 10 процентов топлива, используемого в этих типах двигателей, действительно приводило в движение транспортное средство. Остальное топливо просто произвело бесполезное тепло.

В 1878 году Рудольф Дизель посещал среднюю политехническую школу Германии (эквивалент инженерного колледжа), когда узнал о низкой эффективности бензиновых и паровых двигателей.Эта тревожная информация вдохновила его на создание двигателя с более высоким КПД , и он посвятил большую часть своего времени разработке «двигателя внутреннего сгорания». К 1892 году Дизель получил патент на то, что мы теперь называем дизельным двигателем.

Если дизельные двигатели настолько эффективны, почему бы нам не использовать их чаще? Вы можете увидеть слова «дизельный двигатель» и подумать о больших, здоровенных грузовых автомобилях, извергающих черный, сажистый дым и создающих громкий грохот. Этот негативный образ дизельных грузовиков и двигателей сделал дизельное топливо менее привлекательным для случайных водителей в Соединенных Штатах — хотя дизельное топливо отлично подходит для перевозки крупных грузов на большие расстояния, оно не было лучшим выбором для повседневных пассажиров.Однако это начинает меняться, поскольку люди улучшают дизельный двигатель, чтобы сделать его чище и менее шумным.

Если вы еще этого не сделали, вы, вероятно, сначала захотите прочитать «Как работают автомобильные двигатели», чтобы получить представление об основах внутреннего сгорания. Но поспешите назад — в этой статье мы раскрываем секреты дизельного двигателя и узнаем о некоторых новых достижениях.

Сгорание в дизельных двигателях

Сгорание в дизельных двигателях

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : В дизельных двигателях топливо впрыскивается в цилиндр двигателя ближе к концу такта сжатия. Во время фазы, известной как задержка воспламенения, топливо распыляется на мелкие капли, испаряется и смешивается с воздухом. По мере того как поршень продолжает приближаться к верхней мертвой точке, температура смеси достигает температуры воспламенения топлива, вызывая воспламенение некоторого количества предварительно смешанного топлива и воздуха.Остаток топлива, которое не участвовало в сгорании с предварительной смесью, расходуется на фазе сгорания с регулируемой скоростью.

Компоненты процесса горения

Сгорание в дизельных двигателях очень сложно, и до 1990-х годов его подробные механизмы не были хорошо изучены. В течение десятилетий его сложность, казалось, не поддавалась попыткам исследователей раскрыть его многочисленные секреты, несмотря на доступность современных инструментов, таких как высокоскоростная фотография, используемая в «прозрачных» двигателях, вычислительная мощность современных компьютеров и множество математических моделей, предназначенных для имитации горения в дизельном топливе. двигатели.Применение лазерного луча к обычному процессу сжигания дизельного топлива в 1990-х годах было ключом к значительному углублению понимания этого процесса.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенную модель сгорания для обычного дизельного двигателя . Это «обычное» сгорание дизельного топлива в первую очередь регулируется смешиванием, возможно, с некоторым предварительным сгоранием, которое может происходить из-за смешивания топлива и воздуха перед зажиганием. Это отличается от стратегий сжигания, которые пытаются значительно увеличить долю происходящего горения предварительно приготовленной смеси, например, различные ароматы низкотемпературного горения.

Основная предпосылка сжигания дизельного топлива — это его уникальный способ высвобождения химической энергии, хранящейся в топливе. Для выполнения этого процесса кислород должен поступать в топливо особым образом, чтобы облегчить сгорание. Одним из наиболее важных аспектов этого процесса является смешивание топлива и воздуха, которое часто называют подготовкой смеси .

В дизельных двигателях топливо часто впрыскивается в цилиндр двигателя ближе к концу такта сжатия, всего на несколько градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки [391] .Жидкое топливо обычно впрыскивается с высокой скоростью в виде одной или нескольких струй через небольшие отверстия или сопла в наконечнике инжектора. Он распыляется на мелкие капельки и проникает в камеру сгорания. Распыленное топливо поглощает тепло из окружающего нагретого сжатого воздуха, испаряется и смешивается с окружающим высокотемпературным воздухом под высоким давлением. По мере того как поршень продолжает приближаться к верхней мертвой точке (ВМТ), температура смеси (в основном воздуха) достигает температуры воспламенения топлива. Быстрое воспламенение некоторого количества предварительно смешанного топлива и воздуха происходит после периода задержки зажигания.Это быстрое зажигание считается началом сгорания (также концом периода задержки зажигания) и отмечается резким повышением давления в цилиндре по мере сгорания топливно-воздушной смеси. Повышенное давление в результате предварительно смешанного сгорания сжимает и нагревает несгоревшую часть заряда и сокращает время задержки перед воспламенением. Это также увеличивает скорость испарения оставшегося топлива. Распыление, испарение, смешивание паров топлива с воздухом и сгорание продолжаются до тех пор, пока все впрыскиваемое топливо не сгорит.

Сгорание дизельного топлива характеризуется обедненным общим соотношением A / F. Наименьшее среднее соотношение A / F часто наблюдается в условиях максимального крутящего момента. Чтобы избежать чрезмерного дымообразования, соотношение A / F при пиковом крутящем моменте обычно поддерживается выше 25: 1, что намного выше стехиометрического (химически правильного) отношения эквивалентности, составляющего около 14,4: 1. В дизельных двигателях с турбонаддувом соотношение A / F на холостом ходу может превышать 160: 1. Таким образом, избыточный воздух, присутствующий в цилиндре после сгорания топлива, продолжает смешиваться с горящими и уже сгоревшими газами на протяжении процессов сгорания и расширения.При открытии выпускного клапана происходит выброс избыточного воздуха вместе с продуктами сгорания, что объясняет окислительный характер выхлопных газов дизельных двигателей. Хотя сгорание происходит после того, как испаренное топливо смешивается с воздухом, образует локально богатую, но горючую смесь, и достигается надлежащая температура воспламенения, общее соотношение A / F бедное. Другими словами, большая часть воздуха, подаваемого в цилиндр дизельного двигателя, сжимается и нагревается, но никогда не участвует в процессе сгорания. Кислород в избыточном воздухе помогает окислять газообразные углеводороды и окись углерода, снижая их концентрацию в выхлопных газах до чрезвычайно малых.

Следующие факторы играют основную роль в процессе сгорания дизельного топлива:

• Модель подает наддувочный воздух , его температуру и кинетическую энергию в нескольких измерениях.
• Распыление, проницаемость, температура и химические характеристики впрыскиваемого топлива .

Хотя эти два фактора являются наиболее важными, существуют и другие параметры, которые могут существенно повлиять на них и, следовательно, играть второстепенную, но все же важную роль в процессе горения.Например:

• Конструкция впускного канала , которая сильно влияет на движение наддувочного воздуха (особенно когда он входит в цилиндр) и, в конечном итоге, на скорость смешения в камере сгорания. Конструкция впускного канала также может влиять на температуру наддувочного воздуха. Это может быть достигнуто за счет передачи тепла от водяной рубашки нагнетаемому воздуху через площадь поверхности впускного отверстия.
• Размер впускного клапана , который регулирует общую массу воздуха, вводимого в цилиндр за конечный промежуток времени.
• Степень сжатия , которая влияет на испарение топлива и, следовательно, на скорость смешивания и качество сгорания.
• Давление впрыска , которое контролирует продолжительность впрыска для заданного размера отверстия сопла.
• Геометрия отверстия сопла (длина / диаметр), которая контролирует проникновение струи, а также распыление.
• Геометрия распылителя , которая напрямую влияет на качество сгорания за счет использования воздуха. Например, при большем угле распылительного конуса топливо может располагаться наверху поршня и за пределами чаши сгорания в дизельных двигателях DI с открытой камерой.Это условие может привести к чрезмерному задымлению (неполному сгоранию) из-за лишения топлива доступа к воздуху, имеющемуся в чаше сгорания (камере). Широкий угол конуса также может привести к разбрызгиванию топлива на стенки цилиндра, а не внутри камеры сгорания, где это необходимо. Топливо, разбрызгиваемое на стенку цилиндра, со временем соскребет вниз в масляный поддон, где сократит срок службы смазочного масла. Поскольку угол распыления является одной из переменных, влияющих на скорость смешивания воздуха с топливным жиклером возле выхода из форсунки, он может оказывать значительное влияние на общий процесс сгорания.
• Конфигурация клапана , который контролирует положение форсунки. Двухклапанные системы обеспечивают наклонное положение форсунки, что подразумевает неравномерное распыление, что приводит к нарушению смешивания топлива и воздуха. С другой стороны, конструкции с четырьмя клапанами допускают вертикальную установку форсунок, симметричное расположение распылителей топлива и равный доступ к доступному воздуху для каждого из распылителей топлива.
• Положение верхнего поршневого кольца , которое регулирует мертвое пространство между верхней контактной площадкой поршня (область между верхней канавкой поршневого кольца и верхней частью днища поршня) и гильзой цилиндра.Это мертвое пространство / объем улавливает воздух, который сжимается во время такта сжатия и расширяется, даже не участвуя в процессе сгорания.

Поэтому важно понимать, что система сгорания дизельного двигателя не ограничивается камерой сгорания, распылителями форсунок и их непосредственным окружением. Скорее, он включает в себя любую часть, компонент или систему, которые могут повлиять на конечный результат процесса сгорания.

###

Диагностика форсунок дизельного двигателя

| Знай свои запчасти

БЕСПЛАТНЫЕ статьи и видео по диагностике и ремонту дизельного двигателя (щелкните здесь)
Клиенты часто используют фразу: «Это дизельный двигатель; проблема должна быть легко диагностируемой.«Самая точная часть этого утверждения заключается в том, что это дизельный двигатель.

Конечно, для определенных двигателей требуется ряд общих ремонтов, которые легко выполнить, но это не значит, что все остальное будет легко диагностировать. Владельцы часто думают, что, поскольку дизельные двигатели теперь управляются компьютером, технический специалист должен иметь возможность подключить сканирующий прибор и сразу увидеть, что происходит.

Преимущество электронных дизелей в том, что технический специалист может подключиться к сканирующему прибору для анализа данных, чтобы попытаться выявить проблемы.Но некоторые проблемы могут оказаться сложнее, чем думает ваш клиент или вы. Проведите диагностику проблемы с форсункой.

Как и все остальное, форсунки могут со временем устать и ослабнуть.

Несмотря на то, что они электронные, иногда механические компоненты внутри инжектора также могут изнашиваться, перестать работать должным образом и даже выходить из строя.

В таких случаях диагностический прибор обычно определяет цилиндр, в котором возникла проблема.

Однако форсунки могут выйти из строя по другим причинам, кроме простого износа или усталости.Одна из самых частых поломок возникает, когда корпус форсунки треснет. Когда корпус треснул, двигатель не обязательно будет давать сбой, но вызовет другие проблемы, которые еще сложнее определить.

Несмотря на то, что корпус форсунки может треснуть, двигатель может работать нормально, но для запуска требуется продолжительное время.

Кроме того, покупатель может заметить некоторое разбавление топлива в масле, увидев, что уровень масла повышается на щупе.Когда двигатель выключен, трещина в корпусе форсунки часто вызывает слив топлива из топливопроводов и рельсов обратно в бак. Когда происходит утечка, двигатель должен долго крутиться, чтобы повторно заполнить систему впрыска.

Время проворачивания

Нормальное время запуска в системе впрыска Common Rail обычно составляет от трех до пяти секунд. Именно столько времени потребуется насосу Common Rail, чтобы довести давление топлива до «порогового» значения.Порог для проворачивания коленчатого вала — это когда давление в топливной рампе достигает около 5000 фунтов на квадратный дюйм. Обычные системы Common-Rail будут работать при давлении 5000 фунтов на квадратный дюйм на холостом ходу и могут достигать 30 000 фунтов на квадратный дюйм при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT).

В двигателе Cummins форсунки не приводятся в действие контроллером до тех пор, пока давление в топливной рампе не достигнет порогового значения. Таким образом, когда форсунка треснет и топливо просочится в систему впрыска, время проворачивания увеличится почти втрое, чтобы топливная система повторно заправилась и был достигнут желаемый порог для запуска двигателя.

Определение того, какая именно форсунка взломана, может оказаться длительным процессом.

Cummins рекомендует для начала простой визуальный тест. Сначала снимите крышку клапана, затем проверните двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу. С помощью света изучите корпус форсунки каждого цилиндра. Иногда, если корпус форсунки имеет внешнюю трещину, вы можете заметить небольшую струйку дыма из форсунки.

Клочок дыма, который иногда можно увидеть, на самом деле представляет собой распыление топлива, выходящего из трещины.Но этот блуждающий огонь не следует путать с воздушным потоком, который также будет виден. Если форсунка имеет внешнюю трещину и выделяет струйку дыма, вы почувствуете запах дизельного топлива в воздухе.

Этот тип диагностики может быть очень полезен при попытке определить, на какой форсунке может быть внешняя трещина. Что делать, если вы все еще не можете определить, какой из них вызывает проблемы? Тогда вам придется копнуть немного глубже и изолировать каждый цилиндр. Единственный способ изолировать отдельный цилиндр — это отключить подачу топлива. Для этого в системе Common Rail вам придется закрыть его крышкой.

Для двигателя Cummins: начните с первого цилиндра и снимите жесткий трубопровод между топливной рампой и форсункой.

Затем установите крышку на топливную рампу там, где была топливная магистраль.

(Предупреждение: этот «колпачок» является специальным инструментом, изготовленным Cummins специально для этого испытания. Этот колпачок предназначен для того, чтобы выдерживать высокое давление, связанное с системой Common Rail. Не используйте ничего другого, иначе вы можете получить травму или смерть от топливо высокого давления.)

Затем проверните двигатель и посмотрите, не уменьшилось ли время запуска.Если нет, переходите к следующему цилиндру, пока не удастся определить, какой из них отвечает за длительное время проворачивания.

Если двигатель Cummins вообще не запускается, то форсунка обычно треснула настолько, что топливная система никогда не может достичь порогового значения. Масло также будет сильно разбавлено дизельным топливом. Установив крышку на каждый цилиндр по очереди, неисправный инжектор можно изолировать — вы узнаете, что нашли его, когда двигатель работает нормально и быстро.

Имеете ли вы дело с 5.9L или 6,7L двигателя, вы должны понимать процесс устранения каждой форсунки в приложениях Common Rail Dodge Cummins, чтобы изолировать негерметичные форсунки. Приложения GM Duramax совершенно разные, как и Ford PowerStrokes, потому что правильный диагностический прибор может считывать уровни утечки каждой форсунки; с приложениями Cummins они не могут.

Потеря мощности при PowerStroke

Хотя современные диагностические инструменты и передовая электроника двигателя облегчили выявление проблем с управляемостью дизельных двигателей, это не означает, что все проблемы решаются так легко.

Отличный пример — это тот, который недавно пришел в магазин. У владельца был потерявший мощность двигатель 6.0L PowerStroke 2003 года. Когда он въехал на стоянку, у двигателя слышно пропало. Первым делом нужно было достать сканирующий прибор и посмотреть, какие коды неисправностей были обнаружены.

Кроме того, необходимо проверить некоторые параметры двигателя, чтобы убедиться, что другие компоненты двигателя выполняют свою работу. Все параметры двигателя выглядели нормально. Фактически, вы действительно не могли требовать, чтобы данные выглядели лучше.Но почему у двигателя такой ужасный промах?

Затем я взглянул на коды неисправностей. Были коды, указывающие на то, что цилиндры 1, 3, 5 и 7 имели проблемы со сбором. Это более или менее говорило о том, что эти цилиндры были мертвыми. Итак, насколько сильно не хватало двигателя?

Одна вещь, которая характерна для двигателей 6.0L DIT, — это так называемое заедание форсунок. Я не знал, была ли это проблема, поэтому мне пришлось исследовать немного глубже.

Прежде всего, нужно понять, как работает инжектор.В верхней части инжектора находится так называемый золотниковый клапан. Золотниковый клапан управляется двумя катушками на 48 В и 20 А, которые направляют поток масла в инжектор и из него.

Один змеевик используется для размыкания масляного контура, а другой — для замыкания масляного контура. По сути, у вас есть золотниковый клапан посередине с катушками на каждом конце. Когда открытая катушка находится под напряжением, катушка движется в одну сторону, а когда замкнутая катушка подает питание, катушка движется в другую сторону.

Это движение золотникового клапана только 0.017˝. Когда открытая катушка находится под напряжением, золотниковый клапан перемещается, позволяя маслу под высоким давлением поступать из направляющей в форсунку. Когда закрытая катушка находится под напряжением, масло может стекать из форсунки в картер.

Катушка получает питание от FICM (модуля управления впрыском топлива) в течение 800 миллионных долей секунды.

Значит, при открытии золотника масло под высоким давлением поступает в форсунку. Это, в свою очередь, толкает поршень усилителя и плунжер вниз внутри корпуса инжектора.Топливо поступает в форсунку через отверстие на боковой стороне корпуса форсунки, которое подается топливным насосом и окружает форсунку через каналы в головке блока цилиндров.

На холостом ходу давление масла под высоким давлением составляет около 600 фунтов на квадратный дюйм. Когда двигатель находится в режиме WOT, давление масла под высоким давлением может достигать 3000 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, когда поршень и плунжер движутся вниз внутри форсунки, топливо в нижней камере форсунки сжимается. Поршень усилителя в семь раз больше, чем площадь плунжера.Это означает, что сила впрыска будет в семь раз больше, чем у масла высокого давления.

Скажем так: допустим, двигатель работает на холостом ходу, а давление масла под высоким давлением составляет 600 фунтов на квадратный дюйм. Когда открытая катушка находится под напряжением, масло под высоким давлением поступает в форсунку, а поршень и плунжер движутся вниз. Давление топлива в нагнетательной камере, продавливаемого через наконечник форсунки, составит 4200 фунтов на квадратный дюйм. Теперь поймите, что если двигатель работает на WOT, это будет 21000 фунтов на квадратный дюйм!

Но что такое залипание форсунки и как оно связано с форсункой? Заедание форсунки связано с золотниковым клапаном форсунки.Когда FICM выдает команду на открытие форсунки, может возникнуть задержка в движении золотникового клапана, обычно из-за того, что золотниковый клапан застревает в отверстии.

Проверить масло

Есть несколько причин, которые могут вызвать заклинивание золотникового клапана. Одна из главных причин — тип используемого масла и его вязкость. Эти двигатели могут быть очень требовательны к маслу. Дело не в том, что на рынке есть плохие масла, но некоторые из них лучше подходят для этого двигателя, чем другие.

Как видите, эти двигатели используют гидравлическое давление для работы с высоким давлением впрыска.Одна вещь, которая имеет тенденцию влиять на гидравлику, — это количество воздуха, которое может попасть в масло. Гидравлика не любит воздух. Воздух в масле вызывает пену. Когда пена попадает в инжектор, это вызывает пропуски зажигания и грубую работу из-за «ложного» давления впрыска, создаваемого пеной.

Вы должны помнить одну вещь: все масло вспенивается после того, как его взбалтывает насос и забрасывает его в двигатель. Но есть только один способ освободить пену: производители используют силикон в качестве разделительного агента.Поэтому в большинстве случаев я буду использовать моторное масло, рекомендованное производителем. Производители транспортных средств знают, что нужно двигателям, и должны поддерживать свою продукцию.

Если вы используете масло, рекомендованное производителем, то, надеюсь, вы также меняете его в соответствии с рекомендациями производителя. Иногда заедание форсунки вызвано небрежным обслуживанием автомобиля. Отложения и накипь имеют тенденцию накапливаться и оставлять после себя мусор, который может вызвать заедание золотникового клапана.Конечно, со временем катушки золотникового клапана также могут выйти из строя, что приведет к остановке инжектора. Поэтому, чтобы продлить срок службы вашего двигателя, следуйте рекомендациям производителя.

Начните сканирование

Возвращаясь к диагностике, вам нужны подходящие инструменты. На рынке есть инструменты сканирования, которые показывают много данных вместе с кодами неисправностей. У дилера также есть сканирующие инструменты, которые нам часто не по карману.Но чтобы узнать, что происходит с инжектором 6.0L, вам нужен инструмент, который действительно может видеть время катушки инжектора.

Несмотря на то, что существует множество вариантов диагностических инструментов, один инструмент, который я нашел на вторичном рынке для независимого автосервиса, принадлежит Hickok Inc., он называется тестером дизельных форсунок G2 и предназначен для диагностики, используемой на борту при работающем двигателе.

Я обнаружил, что этот инструмент помогает диагностировать проблемы с инжекторами 6,0 л, а также помогает клиентам сэкономить деньги.Причина этого в том, что часто, когда у вас есть пара форсунок, у которых могут быть проблемы, некоторые магазины считают, что они должны заменить их все. Как вы знаете, дизельные форсунки дороги, и это может стоить очень дорого.

С помощью такого инструмента, как G2, вы можете увидеть, какие форсунки вызывают проблему, и заменить только неисправные. При использовании портативного компьютера вместе с тестером G2 время катушки форсунок определяется быстро. Хотя портативный компьютер не обязательно нужен, он предоставит некоторые возможности регистрации данных вместе с некоторыми графическими отображениями того, что делают инжекторы.

Возвращаясь к грузовику 2003 года, который вошел в магазин, я знал, что у меня проблемы с цилиндрами 1, 3, 5 и 7. Все проблемы были на стороне пассажира. Подключив автомобиль к G2, я смог понять, что происходит. Время катушки форсунок выглядело великолепно. Забавно было то, что время катушки этих форсунок выглядело великолепно по сравнению с другими, которые я видел в прошлом, но у двигателя все еще был промах на четырех цилиндрах.

Следующим шагом было выполнение теста на глушение цилиндра, которое также можно сделать с помощью G2.Цель теста — выяснить, как все цилиндры отклоняются друг от друга, чтобы увидеть их вклад в общий объем двигателя. Тест на гашение цилиндра позволяет получить исходные данные при работающем двигателе. После базовых оборотов и крутящего момента G2 отключит цилиндры с 1 по 8 по порядку на несколько секунд.

После испытания мы обнаружили, что цилиндры 1, 3, 5 и 7 ничего не вносили — другими словами, эти цилиндры полностью отключились. Так что нужно было обратить внимание еще на одну вещь.Я хотел посмотреть, что делает HPOP (масляный насос высокого давления). В меню G2 вы также можете выбрать отображение и график давления HPOP.

После того, как я в течение нескольких минут управлял автомобилем и строил график данных HPOP, я не нашел ничего неправильного. Давление на холостом ходу составляло почти 600 фунтов на квадратный дюйм и повышалось, когда я разгонял двигатель. Таким образом, было очевидно, что нет ничего плохого в том, что могло заставить этот двигатель работать.

Единственное, что я мог сделать, это снять крышку клапана со стороны пассажира и посмотреть.При использовании 6.0L следует помнить о том, что если все работает, то где-то должна быть утечка масла под высоким давлением. Видя, что все цилиндры были мертвыми с одной стороны, где-то должна была быть утечка.

Сняв клапанную крышку, я еще раз провернул двигатель, чтобы проверить, нет ли внешних признаков утечки. К сожалению, этого не произошло, поэтому двигатель пришлось разбирать дальше. Я обнаружил, что масляный патрубок от HPOP на стороне пассажира протекает. Это приводило к такой потере масла под высоким давлением, что форсунки не могли срабатывать, когда на них подавался импульс от FICM.

Разбирая двигатель и используя свой тестер дизельных форсунок, я обнаружил, что кто-то уже заменил все форсунки на стороне пассажира. Владелец признался, что только что забрал автомобиль из другого магазина, который не мог его починить. Поскольку у PCM есть коды, относящиеся к возможным форсункам, магазин автоматически предположил, что новые форсунки решат проблему. Это был ужасный выбор как для владельца, так и для предыдущего магазина.

Очевидно, лучше всего иметь в виду, что существуют инструменты, связанные с определенными целями, которые гораздо лучше спасут работу — и вашу репутацию, чем метод проб и ошибок.

Возможно, вы это понимаете, но вам, возможно, придется напомнить своим клиентам, что в разработке дизельных двигателей произошли большие технологические достижения, но это не означает, что они стали простыми. Я думаю, что иногда владельцы новых дизельных двигателей могут подумать, что есть более простые способы определения неисправных деталей, но это может быть так же неприятно, как и старые дизельные двигатели. Некоторые вещи, возможно, придется делать по старинке, чтобы правильно диагностировать жалобы двигателя.

Еще одна вещь, которая не изменилась: когда вы обнаружите проблемы с форсунками, подобные этим, обязательно сообщите владельцу о дополнительных трудозатратах, которые, вероятно, потребуются для оплаты вашей экспертной диагностики.

.