4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что происходит при запуске дизельного двигателя

Дизельный двигатель не заводится

Существует множество разнообразных причин, почему не заводится дизельный двигатель. Конечно, обычный автомобилист вряд ли сможет предусмотреть все варианты, но многие распространенные поломки можно не только определить, но и устранить в течение довольно короткого времени. Поэтому ниже будут приведены основные неисправности двигателей, ведущие к проблемам с запуском.

Дизельный двигатель не заводится «на холодную»

В большинстве случаев проблемы с запуском возникают после того, как движок уже успел остыть (запуск «на холодную»). Причин этому может быть несколько.

Неправильно подобранное топливо

Первое, на что следует обратить внимание — какое топливо было залито в автомобиль. Дело в том, что солярка, в отличие от бензина, имеет достаточно высокую температуру кристаллизации. Летнее топливо замерзает уже при −5°С. Если залить его в автомобиль зимой — оно начнет превращаться в желеобразную массу, которая, при запуске, забьет топливный фильтр.

Выход в данной ситуации один — прогрев топливной системы. В крайнем случае, может понадобиться замена фильтров, и даже проведение дорогостоящего ремонта.

Чтобы не допустить возникновения подобной ситуации, необходимо использовать дизельное топливо в соответствии с временем года: в теплый период — летнее (Л), в холодный — зимнее (З) или арктическое (А). Последние два варианта отличаются более низкой плотностью, в результате чего температура их замерзания −25°С и −50°С соответственно.

Низкая компрессия

Следующая причина, по которой плохо заводится дизельный двигатель на холодную — низкая компрессия. В данном случае, уже прогретый мотор тоже может плохо запускаться. Среди других симптомов выделяются плавание оборотов при езде, троение и перебои в работе двигателя. Чаще всего, при пониженной компрессии, работающий на холостом ходу движок глохнет.

Пониженная компрессия проявляется, преимущественно, на старых автомобилях. Она вызвана износом цилиндров, вследствие чего теряется герметичность (при этом, если износ не очень значительный, на прогретом моторе зазоры закрывает масляная пленка, и проблем в работе не возникает).

Итак, если плохо запускается дизельный двигатель на холодную, а также проявляются вышеприведенные «симптомы», имеет смысл замерить компрессию. Если она не достигает нужного уровня — может потребоваться серьезный ремонт.

Попадание воды в систему

Третья причина, почему плохо заводится дизельный двигатель на холодную — попадание воды в систему. Здесь она может оказаться по разным причинам. Чаще всего — это появление конденсата (обычно, возникает в холодную погоду), а также топливо низкого качества. Дело в том, что вода и солярка имеют различную плотность, а значит, не смешиваются. В результате этого, вода оседает на дне бака.

Из-за попадания в систему воды, из строя может выйти ТНВД или произойти гидроудар. Также, жидкость может замерзать в фильтре, из-за чего долго заводится дизельный двигатель.

Для профилактики данной неисправности, в топливо можно добавлять небольшое количество спирта, либо дегидратор (специальная топливная присадка).

Проблемы с аккумулятором

Наверное, все автомобилисты, водившие машину зимой в северной полосе, знают, как трудно бывает завести ее после длительного простоя на морозе. Это вызвано тем, что при пониженной температуре плотность масла увеличивается, вследствие чего для проворота коленвала требуется больше усилий. В то же время, заряд АКБ существенно теряется (также из-за мороза). Все это и вызывает проблемы с запуском.

Примерно такая же ситуация возникает и при неисправном стартере. Помимо того, что не заводится дизельный двигатель на холодную, деталь издает посторонние звуки и подклинивает.

Попадание воздуха в систему

В дизельном двигателе топливо и воздух подаются в цилиндры отдельно. Поэтому, при попадании в топливную систему газа, давление падает, а солярка не подается в достаточном объеме. Из-за этого двигатель плохо заводится или вовсе не запускается. Причина данной проблемы кроется в разгерметизации топливной системы (появление трещин и плохое уплотнение соединений).

Дизельный двигатель плохо заводится на горячую

Если мотор хорошо завелся после долгого простоя, но, уже разогретый, запускается плохо — большинство вышеописанных проблем (низкая компрессия, неправильно подобранное топливо, разряженный или слабый АКБ) можно исключить. Поэтому, искать неисправности следует в другом направлении.

Износ плунжерной пары

Довольно частой причиной, по которой не заводится дизельный двигатель на горячую, является сильный износ плунжерной пары. Чтобы убедиться, что неисправность возникла именно из-за этого, достаточно охладить заднюю часть ТНВД (полить на него воду или накрыть мокрой тряпкой). В случае если проблемы с работой исчезнут — причина поломки кроется в поврежденной плунжерной паре.

Негерметичные форсунки

Другая причина, почему плохо заводится дизельный двигатель — проблема с герметичностью форсунок. В данном случае, после остановки мотора инжектор некоторое время продолжает подачу топлива в камеру сгорания. Из-за этого и возникают последующие сложности с запуском.

Чтобы убедиться в наличии (или отсутствии) данной неисправности, достаточно выкрутить форсунки из блока цилиндров. Если на них присутствует бензин — значит, они не герметичны. Аналогично можно поступить и со свечами накаливания (они тоже будут мокрыми). Для устранения данной неисправности потребуется ремонт или полная замена форсунок.

Проблемы с температурным датчиком

Если не запускается дизельный двигатель, причины могут крыться в неисправностях температурного датчика в системе охлаждения. Если он поврежден или вышел из строя — на блок управления передаются неверные данные, из-за чего подача топлива регулируется неправильно. Помимо этого, стоит проверить и датчик давления в топливной рампе.

Выше были описаны основные причины плохого запуска дизельного двигателя «на холодную» и «на горячую». Стоит отметить, что это далеко не полный список возможных неисправностей. Также, «симптомы» некоторых поломок весьма схожи. Поэтому, перед принятием мер необходимо тщательно убедиться в том, что причина плохого запуска кроется именно в найденной неисправности.

Итак, если не запускается дизельный двигатель, последовательность действий будет следующей:

  1. Посмотреть на цвет выхлопных газов авто. Если идет дым сизого цвета — значит, из-за нагрева деталей, топливо частично испаряется, но не сгорает. Такая проблема может возникнуть из-за пониженной компрессии, неисправности свечей накаливания, неполадки с ТНВД или форсунками. Черный цвет выхлопа говорит о том, что в камеру сгорания подается излишнее количество топлива или, напротив, не хватает воздуха. Устранить данную неисправность можно проверив инжектор и воздушный фильтр.
  2. Убедиться, был ли прогрет мотор перед запуском или запускался холодным.
  3. Если на холодную не заводится дизельный двигатель, причины могут крыться в неправильно подобранном топливе, низкой компрессии, попадании в топливную систему воды или воздуха, проблеме с аккумулятором.
  4. Если мотор не может завестись на горячую — стоит проверить форсунки, температурный датчик, а также убедиться в исправности плунжерной пары.
  5. Когда причины плохого запуска найдены, их необходимо устранить. В некоторых случаях, сделать это можно самостоятельно, а иногда (например, при низкой компрессии) — лучше обратиться к профессионалам.

Компрессия в дизельном двигателе — симптомы нарушения заводских параметров

Принцип работы дизельных силовых агрегатов основан на воспламенении топливной смеси в цилиндрах под высоким давлением. В отличие от бензинового мотора в дизеле отсутствует система искроподачи с помощью наконечников электродов на свечах: обогащённая кислородом смесь подаётся в камеру сгорания, где высокая температура образуется в процессе сжатия. Вместо образования электрической искры дополнительный предпусковой нагрев обеспечивают свечи накаливания.

Основной параметр для диагностики состояния дизельного двигателя – компрессия, от которой зависит мощность и стабильная работа механизмов цилиндропоршневой группы.

Основной причиной того, что дизельный двигатель не заводится, будет его сниженная компрессия. Это чаще всего происходит при холодном двигателе, например, с утра. При разогретом моторе, запуск происходит немного лучше. Принцип работы бензинового двигателя, а также дизельного, предполагает сокращение компрессии в результате износа мотора. В данной статье мы ответим на вопрос: что такое компрессия в дизельном двигателе?

Признаки снижения компрессии

Плохая компрессия в дизельном двигателе сопровождается еще несколькими неприятными явлениями. Так двигатель может трястись и неровно работать, дымиться серым дымом от не догоревшего дизельного горючего. Мотор будет весь в потоках масла, ведь снижение компрессии провоцирует пропускание сгоревших газов в картер, в котором увеличивается давление, и система вентиляции не выдерживает. Давление выталкивает масло через сальники и прокладки, даже самые качественные.

Потеря мощности дизельного двигателя, большой расход топлива и масла, повышенный шум – это еще одни признаки сниженной компрессии, основанием для которой является стирание поршневой группы.

Более всего амортизации подвергается зеркало цилиндра, ступенька на которых достигает 1 мм при плохой компрессии. Быстрое изнашивание зеркала цилиндра в дизельных моторах вызвано содержанием серы в соляре, которая вместе с водой образует серную кислоту. Это и провоцирует коррозию.

Как показала практика, плохое топливо с большим содержанием серы, что характерно для нашей страны, также влияет на амортизацию зеркала цилиндра.

Изнашивание гильзы можно увидеть и ощутить при разборке двигателя, например, если убрать головку блока цилиндров.

Подведя итоги, можно сказать, что основными признаками плохой компрессии являются:

  • проблемный пуск двигателя;
  • изменчивая работа во всех режимах;
  • поломка одного или нескольких цилиндров;
  • увеличение потребления топлива;
  • усиление давления в шланге и патрубке системы охлаждения.

Норма компрессии в цилиндрах дизельного двигателя

В зависимости от мощности силового агрегата, типа конструкции его камеры сгорания и системы впрыска норма компрессии может быть разной и дана в техническом описании каждой конкретной марки. Стандартные показатели соотношения температуры запуска и компрессии, при котором возможен пуск дизельного двигателя любого типа:

  • Менее 18 кг/см2 – запуск двигателя невозможен даже с принудительным подогревом системы.
  • 22-24 кг/см2 – пуск возможен только на горячем агрегате, после падения температуры ниже 0° С гарантирован отказ запуска со стартера.
  • 24-26 кг/см2 – запускается при температуре воздуха – 10° С.
  • 26-28 кг/см2 – максимальная температура запуска – 15° С.
  • 28-32 кг/см2 – возможен холодный пуск до – 25° С.
  • 32-36 кг/см2 – возможен холодный пуск до – 30° С.
  • 36-40 кг/см2 – возможен холодный пуск до – 40° С.
Читать еще:  Датчик температуры масла двигателя audi

Эти нормы компрессии применяют только при исправности всех остальных систем, отвечающих за работу мотора: подача топлива (топливный насос высокого давления), 100% заряд аккумуляторной батареи, исправные узлы ГРМ. Современные типы дизелей с раздельной камерой сгорания и системой впрыска топливной смеси «Common Rail» имеют лучшие результаты: на каждый показатель компрессии в среднем будет плюс пять температурных значений. Так же погрешность увеличивается с количеством цилиндров в агрегате и типом компоновки: V-образные на 6 и 8 цилиндров имеют большее преимущество перед обычными рядными четырёхцилиндровыми.

Коэффициент заполнения камеры сгорания воздухом при максимальной степени сжатия и достаточном давлении (компрессии) создают рабочую температуру воспламенения топливной смеси.

Что такое компрессия в дизельном двигателе

Компрессия – это показатель давления в цилиндре, которое создаётся поршнем в максимальной высшей (мёртвой) точке такта. В технической литературе принято использовать аббревиатуру ВМТ (высшая мёртвая точка). Величина измеряется в кг/см2 и зависит от двух основных факторов:

  • Нарушение герметичности камеры сгорания: происходит утечка воздуха, давление в системе падает. Изношенность клапанов, узлов цилиндропоршневой группы, либо неправильная регулировка газораспределительного механизма приводит к снижению компрессии.
  • Состояние коленчатого вала и скорость его вращения: потеря стабильных оборотов приводит к тепловым потерям при сжатии воздуха поршнем. Показатель степени сжатия становится ниже нормы, что напрямую влияет на энергию, которая образуется в результате образования рабочих газов при сгорании топливной смеси в цилиндрах.

Быстрый износ механизмов ЦПГ (цилиндропоршневой группы) зависит от качества смазочных материалов, интенсивности нагрузок в период эксплуатации – количества холодных пусков при минусовой температуре воздуха и часов работы на максимальных оборотах. Некорректная регулировка клапанной системы способствует образованию нагара на стенках камеры сгорания, гильзах цилиндров, коксованию поршневых и маслосъёмных колец. В результате недостаточного давления топливная смесь сгорает не полностью, смешивается с остатками масла, оставляя продукты гари, сажи на узлах ЦПГ. Первый признак изношенности в таком случае – дымный выхлоп и падение мощности двигателя.

Во время запуска и срабатывания стартера коленчатый вал в дизельном агрегате вращается со скоростью 200-300 об/мин – чем выше крутящий момент, тем выше компрессия. Если давление в камере сгорания будет снижено ниже 16 атмосфер, то дизель завести обычным способом с ключа становится невозможным. Теплопотери вызывают уменьшение показателя степени сжатия и нарушению регулировки фаз газораспределения.

Важно! Продолжительная эксплуатация дизельного агрегата с некорректной работой газораспределительного механизма приводит к выходу из строя всего блока цилиндров вплоть до заклинивания поршней без возможности восстановления и капитального ремонта.

Измерение компрессии на дизельном двигателе

Компрессию дизеля измеряют в том случае, если дизельный двигатель стал плохо заводиться «на холодную» или «горячую» без других явных причин. Замер компрессии дизельного мотора осуществляют после исключения неисправностей системы топливоподачи, стартера, АКБ, свечей накаливания и других элементов.

Дизельный мотор в исправном состоянии имеет компрессию приблизительно 30 кг/кв. см. Дизель относительно нормально заводится при показателе компрессии до 24 кг/кв. см. Замер компрессии дизельного двигателя осуществляют через свечные колодцы свечей накаливания. Вторым способом замерить компрессию дизельного двигателя становится решение открутить топливные форсунки. Для замера компрессии дизеля необходимо иметь компрессометр (особый манометр) и выполнить следующие рекомендации:

  1. Прогреть дизельный мотор до рабочей температуры, так как на холодном ДВС рабочая топливно-воздушная смесь не имеет свойств к расширению от нагревания. Результатом станет заниженная компрессия дизеля при замере «на холодную».
  2. Дроссельную заслонку необходимо полностью открыть, отпустив управление дросселем до максимума. Открытие дроссельной заслонки позволит камере сгорания двигателя в ВМТ хода поршня заполниться рабочей смесью до конца. Если это требование не учесть, тогда создастся вакуум, сжатие будет происходить при более низком давлении сравнительно с атмосферным. Результатом станет неверный показатель, а компрессия станет заниженной.
  3. Для многоцилиндровых ДВС необходимо выкручивать свечи накала из всех цилиндров мотора. Это необходимо для того, чтобы энергия, поступающая от стартера на коленвал двигателя, не тратилась на сжатие топливно-воздушной смеси в тех цилиндрах, где замер компрессии не производится. Игнорирование этого аспекта приведет к тому, что показатель компрессии в тестируемом цилиндре будет снижен.
  4. Измерять компрессию дизеля нужно от стартера. Аккумулятор должен быть нормально заряжен. Медленное вращение коленвала двигателя означает, что газы из рабочей камеры частично прорвутся через замки колец, а также через щели от неполного прилегания клапанов. Результат — показатель компрессии занижается.
  5. Использование кик-стартера и сильная раскрутка коленвала приведет к ударному сжатию, при котором компрессия дизеля окажется завышенной.

Как замерять давление в цилиндрах

Снятие показателей компрессии выполняют при помощи специального прибора – компрессометра. Компрессометр работает по принципу манометра: переходник с конструкцией наконечника форсунки или свечи накаливания предназначен для установки в головку блока цилиндров и имеет запорный клапан, который препятствует потере давления во время измерений. Простые устройства снабжены обычной шкалой со стрелкой, более точные профессиональные приборы – электронные цифровые, либо синхронизированы с компьютером.

Внимание! Компрессометр должен быть откалиброван с точностью до 0,1 кгс/см2 – в противном случае результаты замеров будут не соответствовать нормам.

Перед измерением дизельный двигатель прогревают на максимальных оборотах до рабочей температуры масла, проверяют работу стартера и состояние заряда аккумуляторной батареи в 100%. Каждый цилиндр замеряют по отдельности.

  • Из головки блока вывернуть свечу накаливания или форсунку (в зависимости от типа дизельного агрегата)
  • Штуцер переходника компрессометра вставляют на место свечи (форсунки), убедившись в герметичности штатного соединения
  • Включают зажигание, не запуская двигатель до поворота стартера – первичный оборот коленчатого вала (скорость вращения должна быть не менее 200 об/мин)
  • Снимают результат замера (в верхней мёртвой точке хода цилиндра)
  • Замеряют компрессию в остальных цилиндрах подобным образом
  • Сверяют показатели компрессии всех цилиндров
  • Далее в каждый цилиндр впрыскивают около 50 мл масла
  • Коленчатый вал проворачивают насколько раз стартером со снятыми форсунками (свечами)
  • Устанавливают форсунки на места и проводят новые замеры на каждом цилиндре вновь
  • Сверяют разницу показаний с первым замером.

При сверке обращают внимание на расхождение показателя компрессии каждого цилиндра: минимальная погрешность не должна превышать 1 кгс/см2. Равные величины замеров свидетельствуют об одинаковом износе узлов и механизмов цилиндропоршневой группы.

Если результаты второго измерения превышают допустимую норму погрешности, то значит система негерметична. Возможные причины нарушений в таком случае: нарушения зазоров клапанов (дефекты), износ поршневых колец, утечка в корпусе головки блока цилиндров (прогар), поломка чашки поршня. При обнаруженной недостаточной компрессии двигатель диагностируют и устанавливают причину неисправности.

Подведем итоги

Потеря двигателем компрессии является серьезной проблемой, которая сильно затрудняет как «холодный», так и «горячий» пуск дизеля. Если компрессия упала ниже показателя в 24 кг/кв. см, тогда необходим ремонт дизельного двигателя.

Нужно добавить, что замена моторного масла на менее вязкое, а также установка новых поршневых колец проблему с компрессией может не решить. Важнейшим аспектом становится необходимость восстановления зеркала цилиндра.

Для этого требуется расточка блока цилиндров (БЦ), впрессовывается новая гильза и т.д. Цилиндр подгоняется под размеры поршня. Поршень в сборе с шатуном после ремонта должен ходить легко, опускаясь вниз практически под своим собственным весом. Только комплексный ремонт блока цилиндров, ГРМ и поршневой позволяет говорить о полном восстановлении нужной компрессии.

Видео: Измерение компрессии с помощью индикатора

Способы устранения проблем

При обнаружении пониженной компрессии проводят полную проверку всех систем. Современные методы диагностики с помощью специального сканера «G‑Scan» позволяют установить причину поломки с точности до конкретного узла на основе анализа данных топливной смеси, значений компрессии и различных показаний датчиков. Сканер учитывает записи журнала ЭСУД (электронной системы управления двигателем), где отклонения в работе систем детализированы, все сбои в механизмах ГРМ учтены согласно кодам ошибок.

Бортовая компьютерная диагностика обеспечит точное определение нарушения, которое можно пропустить при визуальном осмотре. Например, в процессе недостаточной подачи топливной смеси в цилиндр из-за нарушения зазора какого-либо клапана, блок-контроллер на основании показаний кислородного датчика регулирует дополнительный впрыск на конкретный цилиндр, отдавая команду на исполнительное устройство. При обычной проверке с измерением зазоров всех клапанов, установить причину нагара на конкретном участке бывает невозможно.

Причина снижения давления может быть из-за незначительной утечки воздуха, когда для исправления достаточно простой регулировки или замены прокладки. В случае серьёзного износа важных механизмов ЦПГ потребуется капитальный ремонт двигателя.

Как завести мотор при недостаточной компрессии

При низких показателях компрессии дизельный агрегат не запускается обычным проворотом стартера. Если пуск производится в минусовую температуру на холодном моторе, то усилие для нормальной скорости вращения коленчатого вала требуется большее, так как масло на морозе становится более вязким. Для подогрева кардана используют обычную паяльную лампу, которую устанавливают внизу и разогревают системы двигателя горячим воздухом.

Читать еще:  Что такое витковое замыкание в двигателе

Искусственно повысить компрессию для разового холодного пуска можно также созданием масляной плёнки в цилиндрах. Для этого выворачивают свечи накала, либо форсунки и заливают моторное масло с помощью шприца прямо в камеру сгорания объёмом не более 50 мл. Повторяют всю процедуру на каждом цилиндре в отдельности. После проворачивают коленчатый вал, чтобы на стенках образовалась равномерная масляная плёнка, которая обеспечит создание герметичности во время пуска. Используя такой способ нужно проследить распределения масла в цилиндрах – до запуска двигателя поршень должен сделать несколько тактов стартером, чтобы избежать гидроклина.

Как работает дизельный двигатель

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.

Дополнительные компоненты двигателя

Помимо основных деталей, которые обязательно присутствуют в конструкции двигателя, есть еще дополнительные детали и узлы, которые улучшают характеристики и работу ДВС.

Принцип работы турбины

Турбина — это устройство, которое создает дополнительного нагнетание топлива. Двигатель с турбиной имеет большую производительность.

Идея создания турбины появилась при обнаружении такого факта, что при движении поршня вверх, солярка не успевает полностью сгорать.

С помощью турбины, сгорание топлива в цилиндрах происходит до конца, за счет чего уменьшается расход топлива и увеличивается мощность ДВС.

Турбонаддув, он же турбонагнетатель состоит из:
  • подшипники — служит опорой дает возможность вращаться валу;
  • кожух на турбине;
  • кожух на компрессоре;
  • стальная сетка.
Цикл работы турбонаддува:
  • Компрессор создает вакуум и всасывается воздух внутрь системы.
  • Ротор турбины передает вращение ротору.
  • Интеркулер охлаждает воздух.
  • Через впускной коллектор осуществляется подача воздуха, предварительно воздух проходит степени очистки (воздушные фильтры). После поступления воздуха, впускной клапан закрывается.
  • Отработанные газы движутся через турбину ДВС и создают давление на ротор.
  • В этот момент скорость вращения турбины вала турбины очень высока, достигает 1500 оборотов в секунду. От этого начинает вращаться ротор компрессора.

Цикл далее повторяется.

При охлаждении воздуха, его плотность увеличивается. Если плотность воздуха стала больше, значит можно закачать воздух большим объемом. Чем больший поток воздуха подается в камеру сгорания, тем лучше сгорает топливо.

Интеркулер и форсунка

При сжатии плотность воздуха и температура увеличиваются. Это негативно сказывается на межремонтном периоде деталей двигателя. В связи с чем была разработано устройство, которое охлаждает горячий воздушный поток.

В зависимости от модификации дизельных двигателей, в цилиндре топливо может распыляться одной или двумя форсунками.

Форсунки дизеля работают в импульсном режиме.

ТУРБОДИЗЕЛЬ

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув.

Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя.

Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность.

Видео

В этом видео показывается принцип работы дизеля.

Строение системы дизельного двигателя.

Принцип работы турбонагнетателя (турбонаддува, турбины).

Отличия ДВС евро 5 от евро 4.

Автор публикации

Виды дизельных агрегатов

В современном автомобилестроении используются два типа дизельных силовых установок:

  • двигатели с прямым впрыском;
  • дизели с раздельной камерой сгорания.

У дизельных агрегатов с прямым впрыском камера сгорания интегрирована в поршень. Горючее впрыскивается в пространство над поршнем, после чего направляется в камеру. Прямой впрыск топлива обычно используется на низкооборотных силовых установках с большим рабочим объемом, где имеются сложности с процессом воспламенения.

Более распространены сегодня дизельные моторы с раздельной камерой. Впрыск горючей смеси производится не в пространство над поршнем, а в дополнительную полость, которая имеется в головке цилиндра. Такой способ оптимизирует процесс самовоспламенения. К тому же такой тип дизеля работает с меньшим шумом даже на самых высоких оборотах. Именно такие двигатели сегодня устанавливают на легковых автомобилях, кроссоверах и внедорожниках.

В зависимости от конструктивных особенностей дизельный силовой агрегат работает в четырехтактном и двухтактном циклах.

Четырехтактный цикл подразумевает следующие этапы работы силового агрегата:

  • Первый такт – это поворот коленвала на 180 градусов. Благодаря его движению открывается впускающий клапан, в результате чего воздух подается в полость цилиндра. После этого клапан резко закрывается. Одновременно с этим при определенном положении открывается и выхлопной (выпускающий) клапан. Момент одновременного открытия клапанов называют перекрытием.
  • Второй такт — это сжатие воздуха поршнем.
  • Третий такт — начало хода. Коленвал поворачивается на 540 градусов, топливно-воздушная смесь воспламеняется и сгорает при соприкосновении с форсунками. Выделяющаяся при горении энергия поступает в поршень и заставляет его двигаться.
  • Четвертый такт соответствует повороту коленвала до 720 градусов. Поршень поднимается вверх и выбрасывает через выпускной клапан отработавшие продукты горения.

Двухтактный цикл обычно используется при запуске дизельного агрегата. Суть его заключается в том, что такты сжатия воздуха и начало рабочего процесса у него укорочены. При этом поршень выпускает отработавшие газы через специальные впускные окна во время своей работы, а не после того, как опустится вниз. После принятия исходного положения осуществляется продувка поршня, чтобы удалить остаточные явления от горения.

Конструкция

Принцип работы дизельного двигателя заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений кривошипно-шатунного механизма в механическую работу.

Способ приготовления и воспламенения топливной смеси – это то, чем отличается дизельный двигатель от бензинового. В камерах сгорания бензиновых моторов, приготовленная заранее топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью подаваемой свечой зажигания искры.

Особенность дизельного двигателя заключается в том, что смесеобразование происходит непосредственно в камере сгорания. Рабочий такт осуществляется путем впрыскивания под огромным давлением дозированной порции топлива. В конце такта сжатия реакция нагретого воздуха с дизтопливом приводит к воспламенению рабочей смеси.

Двухтактный дизельный двигатель имеет более узкую сферу применения. Использование одноцилиндрового и многоцилиндрового дизелей такого типа имеет ряд конструктивных недостатков:

  • неэффективную продувку цилиндров;
  • повышенный расход масла при активном использовании;
  • залегание поршневых колец в условиях высокотемпературной эксплуатации и прочие.

Двухтактный дизельный двигатель с противоположным размещением поршневой группы имеет высокую первоначальную стоимость и очень сложен в обслуживании. Установка такого агрегата целесообразна лишь на морских судах. В таких условиях, благодаря небольшим габаритам, малой массе и большей мощности при идентичных оборотах и рабочем объеме, двухтактный дизельный двигатель более предпочтителен.

Одноцилиндровый агрегат внутреннего сгорания широко применяется в домашнем хозяйстве в качестве электрогенератора, двигателя для мотоблоков и самоходных шасси.

Такой тип получения энергии налагает определённые условия на устройство дизельного двигателя. Он не нуждается в бензонасосе, свечах, катушке зажигания, высоковольтных проводах и прочих узлах, жизненно необходимых для нормальной работы бензинового ДВС.

В нагнетании и подачи дизтоплива участвуют: топливный насос высокого давления и форсунки. Для облегчения холодного пуска современные моторы используют свечи накала, которые предварительно подогревают воздух в камере сгорания. Во многих автомобилях в баке устанавливается вспомогательный насос. Задача топливного насоса низкого давления в том, чтобы прокачать топливо от бака к топливной аппаратуре.

Турбояма

В процессе работы турбина может совершать до 200 тысяч оборотов в минуту. Раскрутить ее до необходимой скорости вращения моментально невозможно. Это приводит к появлению т.н. турбоямы, когда с момента нажатия на педаль газа до начала интенсивного разгона проходит некоторое время (1-2 секунды).

Проблема решается доработкой турбинного механизма и установкой нескольких крыльчаток разного размера. При этом маленькие крыльчатки раскручиваются моментально, после чего их догоняют элементы большого размера. Такой подход позволяет практически полностью ликвидировать турбояму.

Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (Variable Nozzle Turbine), призванные решать те же проблемы. В настоящий момент существует большое количество модификаций подобного типа турбин. Коррекция геометрии успешно справляется и с обратной ситуацией, когда оборотов и воздуха становится слишком много и необходимо притормозить обороты крыльчатки.

Интеркуллер

Было замечено, что если при смесеобразовании используется холодный воздух, КПД двигателя увеличивается до 20%. Это открытие привело к появлению интеркуллера – дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность работы.

После всасывания воздуха он проходит через радиатор, и в охлажденном состоянии попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой можно подробно ознакомиться со схемой работы интеркуллера.

За турбиной современного автомобиля необходимо должным образом ухаживать. Механизм крайне чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому смазочный материал рекомендуется менять не реже, чем через 5-7 тысяч километров пробега.

Кроме того, после остановки машины следует оставлять ДВС включенным на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла она перегревается). К сожалению, даже при грамотной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.

На заметку: оптимальным решением проблемы перегрева турбины на дизельных моторах является установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель запущенным на протяжении необходимого времени после выключения зажигания. После окончания необходимого периода электроника сама выключает силовой агрегат.

Строение и принцип действия дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом на тяжелом транспорте, которому необходима хорошая тяга «на низах». Современные дизели с равным успехом работают и в легковых автомобилях, главное требование к которым: приемистость и время набора скорости.

Читать еще:  Двигатель 1kd какое масло лить

Сложный уход за дизелем компенсируется долговечностью, экономичностью и надежностью в любых ситуациях.

Устройство системы дизельного двигателя

Устройство дизельного двигателя

  • цилиндро-поршневая группа (цилиндры, поршни, шатуны);
  • топливные форсунки;
  • впускные и выпускные клапана;
  • турбина;
  • интеркулер.

Современный дизельный двигатель в разрезе

Устройство дизеля

Дизельный мотор имеет степень сжатия практически в два раза больше бензинового. Поэтому это требует усиления его элементов, так как они требую больших нагрузок. Устройство дизельного двигателя предполагает отсутствие стандартной системы зажигания, так как используется принцип самовоспламенения от сжатия. При этом есть модели, где также применяются свечи. Они используются, чтобы прогревать воздух, что особенно важно зимой, когда пуск затруднителен.

Поршень дизельного двигателя имеет форму, которая зависит во многом от типа камеры сгорания. При этом его днище выступает за блоки цилиндров в момент нахождения в верхней точке. Поэтому экологичность и технические параметры зависят в большей степени от системы впрыска, а также типа камеры сгорания.

Дизельный двигатель. Устройство и принцип работы.

Время и техника идут вперед, и все больше появляется на дорогах автомобилей, у которых лишь характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора.

В данной статье разберем устройство, принцип работы и конструктивные особенности дизельных двигателей.

Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность, высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов, делают его предпочтительным вариантом. Современные дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности и удельным характеристикам, сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.

Конструктивные особенности дизельных двигателей

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

Принципиально отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее 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 чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800 градусов цельсия, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением (10-30 МПа) впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

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

К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Стоит отметить, что это относится в большей степени к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.

Дизельные двигатели с непосредственным впрыском

Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено 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.

До недавнего времени непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией.

В последние годы 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 его экономичность, снизить шум и вибрацию.

Дизельные двигатели с раздельной камерой сгорания

Наиболее распространенным на легковых автомобилях пока является другой тип дизельного мотора — с раздельной камерой сгорания. В них 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 значительно улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение в этом случае 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. Вихрекамерные двигатели составляют подавляющее большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).

Устройство топливной система дизельного двигателя

Важнейшей системой дизеля, определяющей надежность и эффективность его работы, является система топливоподачи. Основная 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 топливной системы дизеля являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

ТНВД — топливный насос высокого давления.

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути современный всережимный 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 уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД распределительного типа.

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

Форсунки дизеля.

Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в очень 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.

Топливные фильтры дизеля.

Топливный фильтр, несмотря на его простоту, 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 дизельного двигателя?

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900* С, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива.

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 25-30оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув дизельного двигателя

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы».

Система Common-Rail

Пример двигателя: Nissan YD22DDTi

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 двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора.

Специалисты автотехцентра Nissan имеют богатый опыт диагностики и ремонта дизельныйх двигателей и ТНВД.

Звоните и приезжайте — 8 (912) 220-85-27

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector