Дизельный двигатель: принцип работы, устройство

Принцип работы двигателя Дизеля

Принцип работы дизельного двигателя отличается от бензиновых. Свечи зажигания отсутствуют, а топливо в цилиндры подается отдельно от воздуха.

Рабочий цикл такого силового агрегата можно представить следующим образом:

• часть воздуха подается в камеру сгорания дизельного двигателя;
• поршень поднимается за счет сжатия воздуха;
• при сжатии воздух нагревается до температуры около 800 ° C;
• в цилиндр впрыскивается топливо;
• Дизельное топливо воспламеняется, что приводит к опусканию поршня и выполнению рабочего хода;
• продукты горения удаляются продувкой через выходные отверстия.

Эффективность дизельного двигателя зависит от того, как он работает. В рабочем агрегате используется обедненная смесь, что позволяет экономить количество топлива в баке.

От чего зависит компрессия

Как уже было сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, но и всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.

Но помимо этого компрессия двигателя зависит еще и от количества оборотов коленчатого вала. Чем ниже его скорость, тем дольше воздух внутри цилиндра находит место, чтобы его покинуть.

Поэтому при измерении компрессии важно убедиться, что стартер развивает не менее 200-250 оборотов коленчатого вала в минуту. В противном случае показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению этого показателя.

Это, конечно, не все факторы, которые влияют на сжатие, но перечисленные являются одними из основных.

Запальные свечи

В дизельных двигателях используются свечи накаливания для нагрева головки и блока цилиндров перед холодным пуском. Короткие и широкие вилки являются неотъемлемой частью бортовой сети автомобиля. При включении питания элементы в свечах очень быстро нагреваются.

Свечи накаливания активируются особым поворотом рулевой колонки или отдельным переключателем. В последних моделях свечи зажигания автоматически гаснут, как только двигатель прогревается и разгоняется выше холостого хода.

Основные положения

Дизельная силовая установка представляет собой двигатель внутреннего сгорания поршневого типа, в котором процесс образования смеси происходит внутри цилиндра, и смесь воспламеняется от сжатия. Этим отличается от бензинового агрегата, для зажигания смеси которого необходимо использовать внешний источник, свечу зажигания или ТЭН.

Другой процесс, происходящий в двигателе, который отличается от своего аналога, — это процесс смесеобразования. В бензиновой группе образование смеси происходит вне цилиндра, в специальном устройстве, которое смешивает бензин и воздух, затем перемещается в трубопровод и заканчивается в цилиндре во время процессов впуска и сжатия.

Наибольшее сходство с дизельным двигателем по смесеобразованию присуще агрегатам с инжектором, в которых топливо подается прямым впрыском в цилиндр. Однако процесс и результат смешивания в этих установках по-прежнему существенно различаются.

Как устроен дизельный двигатель

Основное отличие конструкции дизельного двигателя от бензиновых двигателей — наличие ТНВД, дизельных форсунок и отсутствие свечей зажигания.

Общее устройство этих двух типов силовых агрегатов не отличается. У обоих коленчатые валы, шатуны, поршни. При этом усилены все элементы дизеля, так как нагрузки на них больше.

Примечание: некоторые дизельные двигатели имеют свечи накаливания, которые автомобилисты принимают за аналог свечи зажигания. На самом деле это не так. Свечи накаливания используются для нагрева воздуха в цилиндрах в условиях замерзания.

В то же время дизельный двигатель легче заводится. Свечи зажигания в бензиновых двигателях используются для зажигания топливовоздушной смеси при работающем двигателе.

Система впрыска на дизельных двигателях прямая, когда топливо попадает в камеру напрямую, или косвенная, когда воспламенение происходит в форкамере (вихревой камере, форкамере). Это небольшая полость над камерой сгорания с одним или несколькими отверстиями, через которые поступает воздух.

Такая система способствует лучшему смесеобразованию, равномерному повышению давления в цилиндрах. Часто в вихревых камерах используются свечи накаливания для облегчения холодного пуска. Когда вы поворачиваете ключ зажигания, автоматически запускается процесс нагрева свечей зажигания.

Типы камер сгорания

В зависимости от их геометрии различают следующие типы камер сгорания.

Разделенный. В этом случае первичный впрыск топлива осуществляется в отдельной полости, расположенной в головке блока. Эта технология позволяет снизить нагрузку на поршневой узел, а также значительно снизить шум двигателя.

В этом случае процесс формирования смеси может быть:

• Форкамера (форкамера). Топливо под давлением поступает в форкамеру, соединенную с цилиндром несколькими каналами, где ударяется о его стенки, а затем смешивается с воздухом. После зажигания смесь переносится в основную камеру, где полностью сгорает. Разница давлений между цилиндром и форкамерой, необходимая для максимально быстрого оттока газов по каналам, возникает во время хода поршня для сжатия и расширения.
• Вихревая камера. Также в этом случае первичное зажигание смеси происходит в отдельной камере сферической формы. В момент такта сжатия поршня порция воздуха попадает в него через соединительный канал и интенсивно закручивается, образуя вихревой поток, благодаря чему он хорошо смешивается с подаваемым в определенный момент топливом.

Типичными недостатками агрегатов с разнесенными камерами сгорания являются сложный запуск и повышенный расход топлива из-за потерь при прохождении части воздуха в дополнительную камеру и обратном ходе воспламеняющейся смеси в цилиндре.

Не поделился. В этом случае топливо подается в цилиндр под давлением, а камера представляет собой выделенную полость в нижней части поршня. В связи с тем, что такие агрегаты характеризуются повышенным уровнем шума и вибрации при работе, особенно при разгоне, до недавнего времени нераздельные агрегаты применялись на тихоходных двигателях большого объема, предназначенных для автомобилей коммерческого назначения. Появление электронных систем впрыска позволило оптимизировать сгорание смеси в таких двигателях и значительно снизить уровень шума от их работы, что в свою очередь сделало неразборные конструкции наиболее перспективным технологическим решением при проектировании двигателей новых типов.

Устройство топливной системы дизельного мотора

Топливная система отвечает за подачу строго определенного количества топлива под определенным давлением по определенному графику. Следовательно, это довольно сложный и дорогой агрегат дизельного двигателя. В систему электроснабжения входят следующие основные элементы:

1. Топливный насос высокого давления. Он подает топливо к форсункам в зависимости от действий водителя, режима работы двигателя и указаний управляющей программы. Современные топливные насосы — это главный исполнительный механизм, отвечающий указаниям водителя и управляющий двигателем. На последних моделях легких дизельных автомобилей устанавливаются топливные насосы распределительного типа, которые более равномерно подают топливо, хорошо работают на высоких скоростях и имеют компактные размеры.
2. Форсунки. Вместе с топливным насосом в камеру сгорания подается отмеренное количество топлива. Форсунка форсунки задает форму пламени сгорания топлива, давление его открытия — рабочее давление топливной системы. В настоящее время используются распылительные форсунки с несколькими отверстиями и типа. Форсунки форсунок обычно изготавливаются из огнеупорного материала, поскольку они находятся в непосредственном контакте с камерой сгорания.
3. Топливный фильтр. Разделите блоки и воду в топливной смеси. Ручной подкачивающий насос удаляет воздух из топливной системы. Установка дополнительного электрического обогрева на топливном фильтре облегчает запуск двигателя при низких температурах, чтобы избежать засорения фильтра парафином после кристаллизации дизельного топлива.

Конструкция

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

Способ приготовления и зажигания топливной смеси — вот что отличает дизельный двигатель от бензинового. В камерах сгорания бензиновых двигателей воспламенение приготовленной топливовоздушной смеси осуществляется искрой от свечи зажигания.

Особенностью дизельного двигателя является то, что смесь образуется непосредственно в камере сгорания. Рабочий ход осуществляется за счет впрыска отмеренной порции топлива под огромным давлением. В конце такта сжатия реакция нагретого воздуха с дизельным топливом воспламеняет рабочую смесь.

Двухтактный дизельный двигатель имеет более узкую область применения. Использование одноцилиндровых и многоцилиндровых дизельных двигателей этого типа имеет ряд конструктивных недостатков:

• неэффективное удаление воздуха из цилиндра;
• повышенный расход масла при активном использовании;
• наличие поршневых колец при высоких температурах и др.

Двухтактный дизельный двигатель с оппозитными поршнями имеет высокую начальную стоимость и очень сложен в обслуживании. Установка данного агрегата рекомендуется только на морских судах. В этих условиях из-за его малых размеров, меньшего веса и большей мощности при тех же оборотах и ​​рабочем объеме предпочтительнее двухтактный дизельный двигатель.

Одноцилиндровый агрегат внутреннего сгорания широко применяется в быту в качестве электрогенератора, двигателя мотоблока и самоходного шасси.

Этот тип выработки энергии накладывает определенные условия на конструкцию дизельного двигателя. Для нормальной работы бензинового двигателя не требуется бензонасос, свечи зажигания, катушка зажигания, высоковольтные кабели и другие жизненно важные компоненты.

В систему впрыска и подачи дизельного топлива входят: ТНВД и форсунки. Для облегчения холодного пуска в современных двигателях используются свечи накаливания, которые предварительно нагревают воздух в камере сгорания. У многих автомобилей есть вспомогательный насос в баке. Работа топливного насоса низкого давления заключается в перекачивании топлива из бака в топливную аппаратуру.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Как и любой другой тип силового агрегата, дизельный двигатель имеет положительные и отрицательные характеристики. К «плюсам» современного дизельного двигателя можно отнести:

• рентабельность;
• хорошая тяга в широком диапазоне оборотов;
• больший ресурс, чем у бензинового аналога;
• меньше вредных выбросов.

Дизель не лишен недостатков:

• двигатели, не оборудованные свечами накаливания, плохо заводятся в мороз;
• дизель дороже и сложнее в обслуживании;
• высокие требования к качеству и своевременности оказания услуги;
• высокие требования к качеству расходных материалов;
• больше шума, чем у бензиновых двигателей.

Дизельный двигатель с турбонаддувом

Принцип работы турбины на дизельном двигателе практически не отличается от бензинового. Суть заключается в впрыске дополнительного воздуха в цилиндры, что, естественно, увеличивает количество поступающего топлива. За счет этого отмечается серьезное увеличение мощности двигателя.

Турбинное устройство дизельного двигателя также существенно не отличается от своего бензинового аналога. Устройство состоит из двух жестко связанных между собой крыльчаток и корпуса, напоминающего улитку. На корпусе турбокомпрессора имеется 2 входа и 2 выхода. Одна часть механизма интегрирована в выпускной коллектор, другая — во впускной.

Схема работы проста: выходящие из работающего двигателя газы совершают первый оборот крыльчатки, а вторая — второй. Вторая крыльчатка, установленная во впускном коллекторе, нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Увеличение подачи воздуха приводит к увеличению подачи топлива и увеличению мощности. Это позволяет двигателю быстрее увеличивать обороты даже на низких оборотах.

Образование смеси в дизельных двигателях

Отличительная особенность дизельных двигателей — отсутствие внешних источников воспламенения. Устранение необходимости достигается за счет впрыска горючего топлива в сильно сжатый и, следовательно, горячий воздух. Высокие значения давления и температуры выше 600 ° C и 100 бар в двигателях с турбонаддувом обеспечивают исключительно плавную работу двигателя. Смешивание в дизельных двигателях, испарение, смешивание и последующее сгорание топлива может происходить за очень короткое время.

Процесс смесеобразования в основном определяется взаимодействием впрыскиваемой топливной струи с полем воздушного потока в камере сгорания. Здесь проблема заключается в быстром впрыске и приготовлении относительно больших масс топлива, до 200 мг на литр рабочего объема. Типичное время впрыска составляет приблизительно 1 мс. Термин, используемый для массового расхода топлива, поступающего в камеру сгорания, — это скорость впрыска (единица измерения: кг / с). Впрыск топлива обычно осуществляется форсунками с несколькими отверстиями.

Обычно используется комбинация отверстий диаметром от 120 до 150 мкм. Малый диаметр отверстия и высокое давление впрыска до 2000 бар способствуют быстрому впрыску топлива и смесеобразованию.

Изначально диаметр топливного жиклера равен диаметру отверстия. Однако после прохождения нескольких миллиметров струя распадается на отдельные капли, которые взаимодействуют с полем потока. Жидкая фаза топливного жиклера, в зависимости от плотности рабочего тела, может проникать в камеру сгорания на несколько сантиметров до полного распыления или испарения (см. Рисунок «Распространение топливного жиклера и образование смеси в дизельных двигателях»).

Образованию капель топлива и его испарению способствует турбулентность. В современных дизельных двигателях более 80% турбулентности в топливном жиклере создается впрыском топлива.

Развитию турбулентности способствует движение топливного заряда, при этом в дизельных двигателях с плоской головкой преобладают горизонтальные завихрения.

Дополнительный вклад могут вносить воздушные потоки, вызванные сжатием и направленные снаружи камеры сгорания внутрь («токи сжатия»), или конструкция камеры сгорания, в которой, например, контакт с горячим зона углубления в поршне, способствующая испарению.

В последние десятилетия системы прямого впрыска топлива доказали свое преимущество перед системами непрямого впрыска, такими как вихревые или форкамерные системы. В системах с непрямым впрыском топлива подготовка топлива в основном осуществляется за счет формирования локального потока в форкамере.

Процесс сгорания в дизельных двигателях

Процесс сгорания в дизельном двигателе отличается от процесса сгорания в двигателе с принудительным зажиганием степенью сжатия и зажиганием. В общем, процесс сгорания топлива в дизельном двигателе можно описать как три последовательных процесса: замедление воспламенения, сгорание с предварительным смешиванием и сгорание, контролируемое смесью. В зависимости от рабочего состояния и диапазона эти процессы имеют разные временные составляющие (см. Рисунок «Сгорание топлива в дизельном двигателе»).

Задержка зажигания относится к промежутку времени между началом впрыска топлива и началом фактического процесса сгорания. Это в основном определяется температурой в цилиндре, давлением в цилиндре и воспламеняемостью топлива. В фазе задержки зажигания происходят процессы образования смеси и первые предварительные химические реакции топливовоздушной смеси. Задержка зажигания увеличивается при холодном двигателе или при использовании некачественного топлива с низким цетановым числом.

Влияние давления в баллоне менее значимо, чем влияние температуры. Однако повышение давления также немного снижает задержку зажигания. Топливо, впрыскиваемое во время задержки зажигания, еще не сгорело. Задержка зажигания может составлять от 0,1 мс, когда двигатель работает в диапазоне номинальной мощности, до более 10 мс после запуска при холодном двигателе.

Время задержки зажигания определяет, как горит премикс. Чем дольше задержка воспламенения, тем больше горючего примешивается. Эта масса топлива может превышать 20 мг на литр рабочего объема.

Сгорание обычно начинается на границе потока топлива, где топливо очень хорошо смешано с воздухом, и поэтому существуют оптимальные условия сгорания в отношении температуры и λ. В результате экзотермической реакции происходит локальное повышение температуры выше 2300 K, которое быстро инициирует воспламенение еще несгоревшего топлива, предварительно смешанного с воздухом.

В этом случае скорость горения определяется протекающими химическими реакциями. Самоускоряющаяся цепная реакция вызывает чрезвычайно быстрое сгорание топлива с высокими градиентами давления. По этой причине масса предварительно смешанного и преобразованного топлива в дизельных двигателях должна быть минимальной.

Обычно это достигается предварительным впрыском топлива, локальное сгорание которого вызывает первоначальное повышение температуры, уменьшая эффект задержки воспламенения топлива на последующей фазе основного впрыска.

Количество предварительно смешанного топлива может варьироваться от менее 1% при полной нагрузке до 100% при минимальной нагрузке. Остальное топливо сжигается в режиме регулирования смеси.

В отличие от сгорания предварительно смешанного топлива, во время сгорания с контролем смеси, также называемого диффузионным сгоранием, степень преобразования топлива определяется переносом кислорода в зону сгорания.

В этом случае трудно разделить зоны сгоревшего и несгоревшего топлива, так как нет четко определенного фронта пламени. Обычно диффузионное пламя устанавливается на краю струи в ограниченном диапазоне на 0,8

Источник: http://press.ocenin.ru/obrazovanie-smesi-v-dizelnyx-dvigatelyax/

Турбина и интеркуллер

Турбина улучшает работу двигателя внутреннего сгорания. Топливо полностью сгорает в камере, что приводит к увеличению мощности двигателя. Турбокомпрессор обеспечивает отличный воздухозаборник на самых низких оборотах. Благодаря тому, что дроссельная заслонка в данной конструкции попросту отсутствует, это позволяет более полно заполнять цилиндры.

В газотурбинных двигателях сжатый воздух очень горячий. На турбонагнетатель это не очень хорошо сказывается — КПД эго снижается, происходит потеря мощности. Интеркулер — это воздушный охладитель, который охлаждает воздух для увеличения его плотности и заполнения цилиндров.

Благодаря слаженной работе турбины и интеркулера мощность двигателя увеличивается на 15-20%.

Дополнительные компоненты двигателя

Помимо основных деталей, которые обязательно присутствуют в конструкции двигателя, существуют также дополнительные детали и агрегаты, улучшающие характеристики и работу ДВС.

Принцип работы турбины

Турбина — это устройство, создающее дополнительный впрыск топлива. Турбинный двигатель имеет отличные характеристики.

Идея создания турбины возникла при открытии такого факта, что при движении поршня вверх солярка не успевает полностью закончиться.

С помощью турбины сгорание топлива в цилиндрах происходит до конца, за счет чего снижается расход топлива и увеличивается мощность двигателя внутреннего сгорания.

Турбонаддув, он же турбонагнетатель состоит из:

• подшипники — служит опорой, позволяет валу вращаться;
• кожух турбины;
• корпус компрессора;
• стальная сетка.

Цикл работы турбонаддува:

1. Компрессор создает разрежение и втягивает воздух в систему.
2. Ротор турбины передает вращение ротору.
3. Интеркулер охлаждает воздух.
4. Воздух подается через впускной коллектор, воздух предварительно пропускается через степень очистки (воздушные фильтры). После поступления воздуха впускной клапан закрывается.
5. Выхлопные газы проходят через турбину ДВС и создают давление на ротор.
6. В это время частота вращения вала турбины очень высока, достигая 1500 оборотов в секунду. От этого ротор компрессора начинает вращаться.

Затем цикл повторяется.

По мере охлаждения воздуха его плотность увеличивается. Если плотность воздуха увеличилась, можно перекачивать воздух в большом объеме. Чем больше воздуха поступает в камеру сгорания, тем лучше сгорает топливо.

Турбояма

Во время работы турбина может совершать до 200 000 оборотов в минуту. Разогнать его до необходимой скорости вращения сразу невозможно. Это приводит к появлению так называемого турбо-лага, когда с момента нажатия на педаль акселератора до начала интенсивного разгона проходит какое-то время (1-2 секунды).

Проблема решается доработкой механизма турбины и установкой нескольких рабочих колес разного размера. При этом маленькие крыльчатки крутятся мгновенно, после чего их догоняют крупные элементы. Такой подход позволяет практически полностью устранить турбо-лаг.

Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (турбины с регулируемым соплом), предназначенные для решения тех же проблем. На данный момент существует большое количество модификаций турбины этого типа. Исправление геометрии также успешно решает обратную ситуацию, когда слишком много оборотов и воздуха, и необходимо замедлить обороты рабочего колеса.

Схема устройства системы питания дизельного ДВС

Топливная система дизельного двигателя состоит из следующих основных элементов:

1. топливный бак;
2. фильтры грубой очистки для дизельного топлива;
3. фильтры тонкой очистки топлива;
4. топливоподкачивающий насос;
5. тНВД (ТНВД);
6. форсунки для впрыска;
7. трубопровод низкого давления;
8. магистраль высокого давления;
9. воздушный фильтр;

Дополнительными элементами становятся электронасосы, выхлопные газы, сажевые фильтры, глушители и т.д. Топливная система дизельных двигателей внутреннего сгорания обычно делится на две группы топливной аппаратуры:

• аппаратура подачи дизельного топлива (топливоподача);
• оборудование для подачи воздуха на дизель (приточный воздух);

Аппаратура подачи топлива может иметь разное устройство, но на сегодняшний день наиболее распространена система сплит-типа. В такой системе топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки выполнены как отдельные устройства. Подача топлива в дизельный двигатель осуществляется по магистралям высокого и низкого давления.

Дизельное топливо хранится, фильтруется и подается в топливный насос низкого давления высокого давления по магистрали низкого давления. В магистрали высокого давления насос высокого давления увеличивает давление в системе для подачи и впрыска строго определенного количества топлива в рабочую камеру сгорания дизельного двигателя в заданный момент времени.

Система дизельного топлива содержит одновременно два насоса:

• топливоподкачивающий насос;
• тНВД;

Топливоподкачивающий насос подает топливо из топливного бака, прокачивает топливо через фильтр грубой и тонкой очистки. Давление, создаваемое топливоподкачивающим насосом, позволяет топливу течь через топливопровод низкого давления к топливному насосу высокого давления.

ТНВД обеспечивает подачу топлива под высоким давлением к форсункам. Поставка осуществляется в соответствии с режимом работы цилиндров дизельного двигателя. Топливный насос высокого давления состоит из нескольких идентичных секций. Каждая из этих секций ТНВД соответствует определенному цилиндру дизельного двигателя.

Существует также топливная система дизельного двигателя неразделенного типа, применяемая в двухтактных дизельных двигателях. В такой системе топливный насос высокого давления и форсунка объединены в одно устройство, называемое насос-форсункой.

Эти двигатели работают интенсивно, шумно и имеют короткий срок службы. В конструкции их топливной системы отсутствуют топливопроводы высокого давления. Указанный тип двигателя внутреннего сгорания не получил широкого распространения.

Вернемся к массовому строительству дизеля. Дизельные форсунки находятся в головке блока цилиндров (ГБЦ) дизельного двигателя. Их основная задача — точно распылить топливо в камере сгорания двигателя. Топливоподкачивающий насос подает большое количество топлива к ТНВД. Получающееся в результате избыточное топливо и воздух, попадающие в топливную систему, возвращаются в топливный бак через специальные трубопроводы, называемые выхлопными линиями.

Дизельные форсунки бывают двух типов:

• дизельный инжектор закрытого типа;
• дизельный инжектор открытого типа;

Четырехтактные дизельные двигатели — это преимущественно форсунки закрытого типа. В таких устройствах насадки форсунок, являющиеся отверстием, закрываются специальной закрывающей иглой.

Оказывается, внутренняя полость, расположенная внутри корпуса форсунок форсунок, сообщается с камерой сгорания только при открытии форсунки и во время впрыска дизельного топлива.

Ключевым элементом конструкции форсунки является распылитель. Распылитель имеет от одного до целой группы отверстий для форсунок. Именно эти отверстия образуют пламя топлива во время впрыска. Форма горелки, а также дальность действия насадок зависят от их количества и положения.

Системы подачи воздуха

Топливная система дизельного двигателя включает в себя систему подачи воздуха и систему подачи топлива для двигателя. В зависимости от способа подачи воздуха в двигатель различают атмосферный дизель и турбодизель. В атмосферных двигателях воздух поступает в цилиндры путем всасывания во время такта впуска, то есть путем естественного разрежения. Турбодизели используют воздушный компрессор, в основном турбокомпрессор выхлопных газов.

На валу две крыльчатки. За счет выхода выхлопных газов одна из крыльчаток вращается и за счет вращения общего вала передается на вторую крыльчатку, которая создает воздушный поток и нагнетает его во впускной тракт двигателя. Поскольку наддувочный воздух может перегреваться при прохождении горячих выхлопных газов через турбину, промежуточный охладитель иногда устанавливается между турбиной и впускным коллектором. Это теплообменник, который позволяет охлаждать воздух, который нагнетается в двигатель, дополнительно увеличивая его объем. Перед использованием воздух на любом двигателе очищается системой очистки. Это фильтры разных типов и конструкций.

Турбодизели имеют большую мощность, чем атмосферные двигатели. Из-за того, что в цилиндры нагнетается больший объем воздуха, происходит более полное и быстрое сгорание топлива. Это помогает снизить расход топлива и увеличить мощность двигателя. Также снижается токсичность выхлопных газов. Поскольку скорость сгорания топлива в двигателе с турбонаддувом больше, это позволяет увеличить максимальную скорость двигателя, что положительно сказывается на его характеристиках.

Также есть несколько недостатков при использовании дизельных турбин. Сам турбонагнетатель подвергается воздействию высоких температур выхлопных газов. Это требует использования дорогих жаропрочных материалов при изготовлении турбины. На некоторых дизельных моделях турбина имеет жидкостное охлаждение за счет системы охлаждения главного двигателя. Во время работы вал турбины вращается со скоростью до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Для увеличения срока службы момента трения используются износостойкие материалы, выдерживающие огромные скорости вращения. Узлы вращения вала турбины обычно смазываются моторным маслом с помощью общей системы смазки двигателя, которая предъявляет высокие требования к качеству моторных масел.

При использовании турбонагнетателя на двигателе его ресурс несколько снижается по сравнению с атмосферным двигателем. Это связано с повышенными нагрузками на механизмы главного двигателя. Стоимость двигателя в целом также увеличивается. Этому способствует высокая стоимость самого турбонагнетателя, конструктивное усложнение систем охлаждения и смазки двигателя и увеличение количества воздуховодов. Несмотря на свои недостатки, благодаря большему КПД и мощности турбодизели все чаще устанавливаются на автомобили.

Снижение температуры

Во время работы двигатель внутреннего сгорания нагревается, поэтому необходимо снизить температуру двигателя. Снижение температуры — важный цикл при работе двигателя. Существует несколько типов систем охлаждения, снижающих температуру двигателя. В основном система понижения температуры бензинового двигателя не отличается от системы понижения температуры дизельного двигателя. Стоит отметить, что нагреванию подвергаются не только части двигателя, но и другие узлы и механизмы, которые также требуют постоянного контроля температуры.

3М3-5143.10 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Для обеспечения постоянной готовности двигателя к работе и поддержания его высоких характеристик необходимо проводить техническое обслуживание в сроки, указанные в сервисной книжке, на СТО с привлечением квалифицированных специалистов; а также использовать топливо, масло и охлаждающую жидкость, рекомендованные в паспорте двигателя и данном руководстве.

Виды обслуживания:

— Ежедневное обслуживание (ЕО);

— Техническое обслуживание в период обкатки при пробеге 1000 км (выполняется от 900 до 1000 км);

— Техническое обслуживание в период обкатки при пробеге 2500 км (выполняется от 2400 до 2600 км).

Техническое обслуживание после обкатки:

— Первое ТО (ТО-1);

— Второе ТО (ТО-2);

— Сезонное обслуживание (СО).

Периодичность ТО-1 и ТО-2 устанавливается в зависимости от категории условий эксплуатации ТС. Классификацию условий эксплуатации транспортного средства см. «Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» МПС РСФСР, Московское издательство «Транспорт», 1986. Таблица 5

Категория среды

Периодичность технического обслуживания, км
А — 1	А — 2
В	10 000	20 000
II	9 000	18 000
III	8 000	16 000
IV	7 000	14 000
В	6000	12 000

Отклонение от пробега, определяющего периодичность технического обслуживания ТО-1, ТО-2 и СО, допускается в пределах ± 200 км.

Сезонное обслуживание проводится один раз в год — осенью вместе с очередными работами по ТО-1 или ТО-2. Ориентировочная частота СО составляет 30 000 км пробега автомобиля.

Выполняйте ежедневное техническое обслуживание каждый раз перед тем, как покинуть автомобиль и после его возврата.

Таблица 6

Содержание работы	Технические требования	Орудие труда, материалы
Ежедневное обслуживание (EO)
Проверять:
— уровень масла в картере;	Уровень масла должен находиться между отметками «P» и «O» на манометре, когда автомобиль находится на горизонтальной платформе	Визуально
— уровень жидкости в системе охлаждения;	Уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке на холодном двигателе при температуре 15… 20 ° С должен быть на отметке MIN или на 3,4 см выше	Визуально
— герметизация систем питания, смазки, охлаждения, вентиляции картера;	Утечка топлива, масла, охлаждающей жидкости и прорыв газов из картера не допускаются	Визуально
— провести внешний осмотр деталей двигателя (шланги, трубы, кабели и т д.) с целью определения и исключения их контакта с деталями автомобиля, приводящего к разрушению деталей.	Если на деталях автомобиля остались следы соприкосновения, измените их положение относительно двигателя. При необходимости замените изношенную деталь (трубу, кабель и т.д.)	Визуально
Техническое обслуживание в период обкатки при пробеге до 1000 км
Провести внешний осмотр деталей двигателя (шланги, трубы, кабели и т.д.) для определения и исключения их контакта с деталями автомобиля, приводящего к разрушению деталей	Если на деталях автомобиля остались следы соприкосновения, измените их положение относительно двигателя. При необходимости замените изношенную деталь (трубу, кабель и т.д.)	Визуально
Слушайте работу двигателя (при повторном вращении на газе от минимума до частоты 2400-2500 об / мин)	При наличии очень очевидных столкновений поиск причин и устранение неисправности (см. «8.2 Возможные неисправности двигателя и методы их устранения»)	Средства диагностики системы управления, тахометр, стефонендоскоп

Техническое обслуживание в период обкатки при пробеге 2500 км

Первое ТО (ТО-1)

Проверить и устранить выявленные неисправности: — провести внешний осмотр деталей двигателя (шланги, трубы, кабели и т д.) с целью определения и исключения их контакта с деталями автомобиля, приводящего к разрушению деталей; — послушать работу двигателя (при повторном вращении газом от минимума до частоты 2400-2500 об / мин); — герметизация систем питания, охлаждения, смазки и вентиляции картера; — состояние фаз газораспределения и удлинения цепи (проверка после первых 60 000 км пробега, при замене обеих цепей следующую проверку провести через 30 000 км);

Если на деталях автомобиля остались следы соприкосновения, измените их положение относительно двигателя. При необходимости замените изношенную деталь (трубу, кабель и т.д.) При наличии очень очевидных столкновений поиск причин и устранение неисправности (см. «8.2 Возможные неисправности двигателя и методы их устранения») Утечка топлива, масла, охлаждающей жидкости и прорыв газов из картера не допускаются. См. П. 9.4 «Проверка технического состояния, ремонт деталей и узлов двигателя»

Визуальные средства диагностики системы управления, спидометра, стефонендоскопа Визуально

Второе ТО (ТО-2)

Завершить все задания ТО-1	См. Выше
Заменять:
— фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки топлива;	См. Параграф 8.1 «Рекомендации по обслуживанию»
— ремень привода ТНВД (через ТО-2 — 40 000 км). Проверить установку и крепление ТНВД.	См. Параграф 8.1 «Рекомендации по обслуживанию»	Ключи на 10, 12, 13, 22 мм, отвертка, штифты: ЗМ 7820-4582, 6999-4095 или ЗМ 6999-4119 (см. Приложение А), патрон ЗМ 7812-4805
Проверьте состояние ремня привода вспомогательных агрегатов	При появлении трещин, расслоения или других дефектов ремень заменить
Проверить и отрегулировать дымность выхлопных газов	См. Параграф 8.1 «Рекомендации по обслуживанию»
Сезонное обслуживание (CO)
Очистить смотровое отверстие в водяном насосе для выхода охлаждающей жидкости (осенью)	Грязь и протечки не допускаются. Снимите все ремни и шкив водяного насоса, чтобы получить доступ к отверстию. После очистки отверстия установите шкив, установите и натяните ремень привода вспомогательных агрегатов, установите ремень привода ТНВД, затем выполните работы по натяжению ремня привода ТНВД (ТО-1).	Металлический стержень диаметром 2 мм
Проверить густоту охлаждающей жидкости (осень)	См. Параграф 8.1 «Рекомендации по обслуживанию»	Плотномер, термометр
Замена топлива и масла по сезону (осень)	Топливо и масло должны быть подходящими для сезона (см. «Технические характеристики двигателя и его систем»)

Volkswagen 1.6 TDI

Разработанный инженерами Volkswagen дизельный двигатель TDI остается вне конкуренции по расходу топлива. Это самый дешевый. При объеме 1,6 литра конструкторам удалось значительно снизить аппетиты двигателя, сохранив мощность 90-120 литров вместе с несколькими модификациями.

В двигателе 1.6 TDI используется система впрыска Common Rail, форсунки Bosh и турбокомпрессор с изменяемой геометрией. Благодаря повышенному давлению в системе подачи топлива и усовершенствованной турбине удалось добиться расхода топлива всего 4,5 л / 100 км. И это при неспешной поездке по городу. На трассе этот мотор показывает гораздо лучший результат — по паспорту 3,5 л / 100 км, но в реальности может приближаться к 3 л.

Дизель 1.6 TDI использовался во многих автомобилях марок Volkswagen, Audi, Scoda. Его предполагаемый ресурс — 350 000 километров.

Факторы влияющие на развитие четвертой фазы горения

1. Турбулентное движение заряда, которое улучшает контакт между топливом и воздухом и, следовательно, улучшает дожигание.
2. Качество распыления в конце подачи топлива. Чем больше диаметр капель, тем дольше длится процесс дожигания. Нечеткое прерывание подачи топлива в конце впрыска, а также продолжительное снижение давления в конце впрыска не только уменьшают выделение тепла, но и также вызывают закоксовывание форсунок форсунок.
3. Попадание топлива на холодные стенки внутри цилиндрового пространства приводит к увеличению времени дожигания; поэтому увеличение нагрузки дизеля до его нагрева нежелательно.
4. Стремление. При наддуве количество подаваемого топлива увеличивается даже при длительном впрыске, что приводит к увеличению времени дожигания.

Интеркуллер

было замечено, что если для образования смеси используется холодный воздух, КПД двигателя увеличивается до 20%. Это открытие привело к разработке промежуточного охладителя — дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность.

После всасывания воздух проходит через радиатор и после охлаждения попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой вы можете подробно ознакомиться с работой интеркулера.

Турбину современного автомобиля нужно правильно обслуживать. Механизм чрезвычайно чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому рекомендуется менять смазку не реже, чем через 5-7 тысяч километров.

Также после остановки автомобиля двигатель внутреннего сгорания необходимо оставить работающим на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла происходит перегрев). К сожалению, даже при правильной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.

Примечание: Лучшее решение проблемы перегрева турбины на дизельных двигателях — установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель работать на время, необходимое после выключения зажигания. По истечении необходимого срока электроника сама отключает блок питания.

Устройство и принцип работы дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом для большегрузных автомобилей, которым требуется хорошее сцепление с грунтом. Современные дизельные двигатели с одинаковым успехом работают в легковых автомобилях, главное требование к которым — время разгона и разгона.

Сложное обслуживание дизеля компенсируется долговечностью, эффективностью и надежностью в любой ситуации.

Что еще стоит почитать

Топливная система дизельного двигателя

Топливно-воздушная смесь

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Принцип работы двигателя авто

Как работает инжектор