Як відомо, дизельні мотори дорожче в обслуговуванні і тим більше в ремонті, через те, що їх вузли і деталі (ТНВД або паливний насос високого тиску, насос форсунка, турбокомпресор, форсунка) виготовлені з максимально високою точністю. При цьому вони, як правило, економічніше бензинових і володіють більш високим ККД (коефіцієнтом корисної дії) - на 10-14 відсотків. Крім того сучасні дизеля мають велику потужність і відмінну прийомистість. А для ще більшого збільшення потужних і тягових характеристик дизельні мотори оснащують турбонаддувом і інтеркулером.
Принцип роботи дизельного двигуна і його відмінність від бензинового побратима.
Принципи роботи дизельних і бензинових двигунів, як уже зазначалося вище, абсолютно різні.
У бензинових двигунах внутрішнього згоряння(Карбюраторних, інжекторних) приготування суміші, як правило, відбувається у впускному тракті: в циліндр подається вже готова суміш, яка там спалахує за допомогою свічки запалювання в момент стиснення.
У дизельних моторах все не так, і сумішоутворення відбувається прямо в циліндрі. Воспламенителем при цьому є повітря, який при стисненні нагрівається і запалює дизельне паливо. Саме це паливо подається в камеру згоряння форсункою і паливним насосом високого тиску (насосом-форсунки) під високим тиском.
Тепер познайомимося з цим процесом докладніше, по тактам. До речі, кількість останніх у дизельних і бензинових двигунів одно (чотирьом). Розглянемо кожен з тактів.
Першим тактом у дизельного мотора є такт впуску.
У період проходження першого такту поршень рухається з верхньої мертвої точки (ВМТ) в нижню (НМТ). На даному етапі впускний клапан відкритий, в той час як випускний, природно, закритий. Коли поршень рухається в НМТ, створюється розрядження і циліндр мотора заповнюється повітрям, який перед тим, як потрапити циліндр, очищається від механічних домішок в повітряному фільтрі.
Другим тактом буде такт стиснення.
У цей момент часу клапани (впускний і впускний) закриті і поршень рухається з НМТ у ВМТ. І так як клапани закриті, повітрю діватися нікуди, тому він стискається, створюючи високий тиск, і нагрівається - до 800 градусів Цельсія.
Третій такт - такт розширення (робочий хід).
Під час руху поршня в ВМТ дизельне паливо по засобом форсунки подається в циліндр під високим тиском (від 150 до 300 Bar) і там розпорошується. У процесі розпилення палива відбувається його змішування з гарячим повітрям і, отже, його подальше займання. При горінні суміші температура в циліндрі стрімко підвищується - до 1750 -1800 градусів Цельсія. Одночасно з цим зростає і тиск, який досягає 10-12 МПа. Утворюються гази, які штовхають поршень зверху вниз. Переміщаючись вниз, поршень виконує вказану йому роботу. У НМТ тиск знижується разом з температурою.
Четвертий такт - завершальний, він же - такт випуску.
Поршень рухається вгору. Випускний клапан відкривається і гази прагнуть покинути камеру згоряння через канали в ГБЦ (голівці блоку циліндрів) в випускний колектор. Далі гази потрапляють в глушник, де проходять очистку (в сучасних дизелях встановлені сажові фільтри) і в навколишнє середовище. В цей час в циліндрі температура зменшується, до 450-540 градусів, і тиск падає - до 10-20 Bar.
Відео.
Досить поширені на легкових автомобілях. Багато моделей мають хоча б один варіант в моторній гамі. І це без урахування вантажівок, автобусів та будівельної техніки, де їх застосовують повсюдно. Далі розглянуто, що таке дизель, конструкція, принцип роботи, особливості.
визначення
Даний агрегат являє собою функціонування якого засновано на самозаймання розпорошеного палива від нагрівання або стиснення.
особливості конструкції
Бензиновий двигун має ті ж конструктивні елементи, Що і дизель. Схема функціонування в цілому також аналогічна. Відмінність полягає в процесах формування паливо-повітряної суміші і її згоряння. До того ж дизельні мотори відрізняються більш міцними деталями. Це обумовлено приблизно вдвічі вищим ступенем стиснення, ніж у бензинових двигунів (19-24 проти 9-11).
Класифікація
За конструкцією камери згоряння дизелі поділяють на варіанти з роздільною камерою згоряння і з безпосереднім уприскуванням.
У першому випадку камера згоряння відділена від циліндра і з'єднана з ним каналом. При стисненні надходить в камеру вихрового типу повітря закручується, що покращує сумішоутворення і самозаймання, яке починається там і триває в основній камері. Дизельні двигуни даного типу раніше були поширені на легкових автомобілях у зв'язку з тим, що вони відрізнялися пониженим рівнем шуму і великим діапазоном оборотів від розглянутих далі варіантів.
В з безпосереднім уприскуванням камера згоряння знаходиться в поршні, а паливо подається в надпоршневомупростір. Така конструкція спочатку використовувалася на низькооборотних моторах великого обсягу. Вони відрізнялися високим рівнем шуму і вібрацій і низькою витратою палива. Пізніше, з появою з електронним управлінням і оптимізацією процесу згоряння, конструктори досягли стабільної роботи при діапазоні до 4500 об. / Хв. До того ж зросла економічність, знизилася гучність і рівень вібрацій. Серед заходів по зменшенню жорсткості роботи - багатостадійний предвприск. Завдяки цьому двигуни даного типу отримали в останні два десятиліття широке поширення.
За принципом функціонування дизелі поділяють на чотиритактні і двотактні, як і бензинові мотори. Їх особливості розглянуті далі.
принцип функціонування
Щоб розуміти, що таке дизель і чим зумовлені його функціональні особливості, Необхідно розглянути принцип роботи. Наведена вище класифікація поршневих ДВС заснована на кількості тактів, що входять в робочий цикл, які виділяють за величиною кута повороту колінчастого вала.
Отже, включає 4 фази.
- Впуск.Відбувається при повороті коленвала від 0 до 180 °. При цьому повітря проходить в циліндр через відкритий на 345-355 ° впускний клапан. Одночасно з ним під час повороту коленвала на 10-15 ° відкритий випускний клапан, що називають перекриттям.
- Стиснення.Поршень, рухаючись вгору при 180-360 °, стискає повітря в 16-25 разів (ступінь стиснення), а впускний клапан закривається на початку такту (при 190-210 °).
- Робочий хід, розширення.Відбувається при 360-540 °. На початку такту до досягнення поршнем верхньої мертвої точки паливо подається в гаряче повітряі запалюється. Це особливість дизельних двигунів, що відрізняє їх від бензинових, де відбувається випередження запалювання. Виділяються при цьому продукти горіння штовхають поршень вниз. При цьому час згоряння палива дорівнює часу його подачі у форсунках і триває не довше тривалості робочого ходу. Тобто при робочому процесі тиск газів постійно, внаслідок чого дизелі розвивають більший крутний момент. також важливою особливістютаких моторів є необхідність забезпечення надлишку повітря в циліндрі, так як полум'я займає невелику частину камери згоряння. Тобто відрізняється пропорція паливо-повітряної суміші.
- Випуск.При 540-720 ° повороту коленвала відкритий випускний клапан поршень, рухаючись вгору, витісняє вихлопні гази.
Двотактний цикл відрізняється укороченими фазами і єдиним процесом газообміну в циліндрі (продувкою), яка відбувається між кінцем робочого ходу і початком стиснення. При русі поршня вниз продукти горіння видаляються через випускні клапани або вікна (в стінці циліндра). Пізніше відкриваються впускні вікна для надходження свіжого повітря. Коли поршень піднімається, всі вікна закриваються, і починається стиск. Трохи раніше досягнення ВМТ впорскується і запалюється паливо, починається розширення.
Через складність забезпечення продувки вихровий камери двотактні моторибувають тільки з безпосереднім уприскуванням.
Продуктивність таких двигунів вище в 1,6-1,7 разів, ніж характеристики дизеля чотиритактного типу. Її приріст забезпечується вдвічі частішим здійсненням робочих ходів, але частково скорочується через їх менші за розміром і продувки. Внаслідок подвійної кількості робочих ходів двотактний цикл особливо актуальний в разі неможливості збільшення частоти обертання.
Основною проблемою таких двигунів є продування через її нетривалість, що неможливо компенсувати без зниження ефективності за рахунок укорочення робочого ходу. До того ж неможливо розділити вихлоп і свіже повітря, через що частина останнього видаляється з відпрацьованими газами. Дану проблему можна вирішити шляхом забезпечення випередження випускних вікон. В такому випадку гази починають віддалятися до продувки, і після закриття випуску циліндр доповнюється свіжим повітрям.
До того ж при використанні одного циліндра виникають складнощі з синхронністю відкриття / закриття вікон, тому існують двигуни (ПДП), в яких кожен циліндр має два поршня, що рухаються в одній площині. Один з них контролює впуск, інший - випуск.
За механізмом здійснення продування поділяють на щелевую (віконну) і клапанно-щілинну. У першому випадку вікна служать і впускними і випускними отворами. Другий варіант передбачає їх використання в якості впускних отворів, а для випуску служить клапан в головці циліндра.
Зазвичай двотактні дизелі застосовують на важких транспортних засобівах начебто кораблів, тепловозів, танків.
Паливна система
Паливна апаратура дизельних двигунів істотно складніше, ніж у бензинових. Це пояснюється високими вимогами до точності подачі палива за часом, кількістю і тиску. Основні компоненти паливної системи - ТНВД, форсунки, фільтр.
Широко застосовується система подачі палива з комп'ютерним управлінням (Common-Rail). Вона впорскує його двома порціями. Перша з них маленька, що служить для підвищення температури в камері згоряння (предвприск), що дозволяє знизити шум і вібрації. До того ж дана система підвищує на малих обертах крутний момент на 25%, знижує витрату палива на 20% і зміст сажі в вихлопних газах.
Наддувши
На дизельних двигунах дуже широко застосовують турбіни. Це пояснюється більш високим (в 1,5-2) рази тиском вихлопних газів, які розкручують турбіну, що дозволяє уникнути турбоями, забезпечивши наддув з більш низьких оборотів.
холодний запуск
Можна знайти безліч відгуків про те, що при негативних температурах Складність запуску таких моторів в холодних умовах обумовлена тим, що для цього потрібно більше енергії. Для полегшення процесу їх оснащують передпусковим підігрівачем. Цей пристрій представлено свічками розжарювання, розміщеними в камерах згоряння, які при включенні запалювання підігрівають повітря в них і працюють ще протягом 15-25 секунд після запуску для забезпечення стабільності роботи непрогрітого мотора. Завдяки цьому дизелі заводяться при температурах -30 ...- 25 ° С.
особливості обслуговування
Для забезпечення довговічності при експлуатації необхідно знати, що таке дизель і як його обслуговувати. Відносно невисока поширеність розглянутих двигунів в порівнянні з бензиновими пояснюється в тому числі більш складним обслуговуванням.
Перш за все це стосується паливної системи високої складності. Через це дизелі вкрай чутливі до вмісту в паливі води і механічних частинок, а її ремонт дорожче, як і двигуна в цілому в порівнянні з бензиновим того ж рівня.
У разі наявності турбіни також високі вимоги до якості моторного масла. Її ресурс зазвичай становить 150 тис. Км, а вартість висока.
У будь-якому випадку на дизельних двигунах міняти масло слід частіше, ніж на бензинових (в 2 рази за європейськими нормами).
Як було відзначено, у даних моторів зустрічаються проблеми холодного запуску, коли при низьких температурахУ деяких випадках це може бути викликано використанням невідповідного палива (в залежності від сезону на таких двигунах застосовують різні сорти, так як літнє паливо при низьких температурах застигає).
експлуатаційні якості
До того ж багатьом не до душі такі якості дизельних моторів, як менші потужність і діапазон робочих оборотів, більш високий рівень шуму і вібрацій.
Бензиновий двигун дійсно зазвичай перевершує в продуктивності, в тому числі і літрової потужності, аналогічний дизель. Мотор даного типу при цьому має більш високий і рівний графік крутного моменту. Підвищена ступінь стиснення, що забезпечує більший крутний момент, змушує застосовувати більш міцні деталі. Так як вони важче, знижується потужність. До того ж це позначається на масі двигуна, а отже, і автомобіля.
Невеликий діапазон робочих оборотів пояснюється більш тривалим горінням палива, внаслідок чого на високих оборотахвоно не встигає догоріти.
Підвищений рівень шуму і вібрацій викликає різке наростання тиску в циліндрі при запаленні.
Основними достоїнствами дизелів вважають більш високу тяговитість, економічність і екологічність.
Тяговитость, тобто високий крутний момент на малих обертах, пояснюється згоряння палива в міру упорскування. Це забезпечує більшу чуйність і полегшує ефективне використанняпотужності.
Економічність обумовлена як низькою витратою, так і тим, що паливо для дизеля дешевше. До того ж можливо використовувати в якості нього низькосортні важкі масла завдяки відсутності суворих вимог до випаровуваності. А чим паливо важче, тим вище ефективність мотора. Нарешті, дизелі працюють на бідних сумішах в порівнянні з бензиновими моторамиі при високому ступені стиснення. Останнє забезпечує менші втрати тепла з відпрацьованими газами, тобто більшу ефективність. Всі ці заходи знижують витрату палива. Дизель, завдяки цьому, витрачає його на 30-40% менше.
Екологічність дизелів пояснюється тим, що в їх вихлопних газах нижче вміст окису вуглецю. Це досягається застосуванням складних систем очищення, завдяки чому зараз бензиновий двигунвідповідає тим же екологічним нормам, що і дизель. Мотор такого типу раніше значно поступався бензиновому в даному відношенні.
застосування
Як зрозуміло з того, що таке дизель і які його характеристики, такі мотори найбільш підходять для тих випадків, коли необхідна висока тяга на низьких оборотах. Тому ними оснащують майже всі автобуси, вантажівки і будівельну техніку. Що стосується приватних транспортних засобів, серед них такі параметри найбільш важливі для позашляховиків. Завдяки високій економічності даними моторами оснащують і міські моделі. До того ж вони зручніше в управлінні у таких умовах. Тест-драйви дизелів свідчать про це.
Є у японських виробників надійні дизельні двигуни. І який же самий надійний дизельний двигун з усіх надійних в Японії?
Давайте розглянемо найбільш поширені сучасні дизельні двигуни японського автопрому.
Що з себе представляють ці дизеля, які слабкі і сильні сторонияпонських дизелів. Вони зараз домінують в основному в Європі, але досить часто стали з'являтися і в Росії.
Але, на жаль у них теж є проблеми, коли їх пробіги перевалюють за сто тисяч кілометрів пробігу, і навіть у деяких до ста тисяч.
Обережність поставок дизельних моторів з Японії обумовлена їх примхливому відношенню до палива. їх Паливна системадосить слабка до застосування нашого дизельного палива.
Ще одна проблема, це наявність запасних частин. Чи не оригінальних зап.частей від надійних виробників практично немає. Китайські з'являються, але якість їх залишає бажати кращого і зовсім не відповідає японському якості.
Звідси і продиктована їх дуже висока ціна, багато вище ніж на німецькі зап.частини. У Європі багато заводів, що випускають запасні частини гідної якості і за цінами, значно нижче, ніж оригінальні.
Найнадійніший дизельний двигун з Японії
Так все ж який найнадійніший дизельний двигун з Японії? Давайте збудуємо по ранжиру ТОП-5 найкращих дизельних двигунів.
5 місце
На п'яте місце сміливо можна поставити двигун об'ємом 2,0 літра Субару (Subaru). Чотирициліндровий, турбований, опозитний, 16-ти клапанний. система впуску Common Rail.
Потрібно сказати, це єдиний в світі опозитний дизельний двигун.
опозитний двигун, Це коли взаємні пари поршнів працюють в горизонтальній площині. У такій компоновці не потрібно ретельна баласіровка колінвалів.
Слабкі сторони цього двигуна, це двомасових маховик, він виходив з ладу навіть до п'яти тисяч кілометрів пробігу. Розтріскування колінчастого вала, до 2009 року руйнувалися колінчаті вали і опори вала.
Цей двигун дуже цікавий за своєю конструкцією, з хорошими характеристиками, Але відсутність на такі двигуни зап.частин зводить нанівець його переваги. Тому йому в японському ряді дизелів відводимо п'ятий почесне місце.
4 місце
На четверте місце воодрузім двигун Mazda 2,0 MZR-CD. Цей дизель стали випускати з 2002 року, і встановлювати на автомобіль Mazda 6, Mazda 6, MPV. Це був перший мотор Мазди з системою Common Rail.
Чотири циліндра, 16 клапанів. Дві версії - 121 к.с. і 136 к.с., причому обидва розвивали момент сили 310 Нм при 2000 об / хв.
У 2005 році пережив модернізацію, з удосконаленою системою впорскування та новим ТНВД. Знижено ступінь стиснення і адаптація мотора з каталізатором викиду шкідливих газів. Потужність стала 143 к.с.
Через два роки вийшла версія з мотором в 140 к.с., в 2011 році цей двигун зник з лінійки встановлюваних двигунів з невідомих причин.
Цей двигун спокійно доглядав 200 000 км, після чого треба було міняти турбіну і двомасових маховик.
При покупці слід уважно вивчати його історію, а краще зняти піддон і подивитися маслозбірник.
3 місце
Теж маздівський двигун, Mazda 2,2 MZF-CD. Той же двигун збільшеного, але збільшеного обсягу. Інженери постаралися усунути всі косяки старого дволітрового двигуна.
Крім збільшеного обсягу, модернізрована система уприскування, встановлена інша турбіна. На цьому моторі вони поставили пьезофорсунками, змінили ступінь стиснення і кардинально піддали змін фільтр сажі через якого були всі проблеми попередньої моделі дволітрового двигуна.
Але всесвітня боротьба за екологію, як в Європі так і в Японії, додає гімороя всіх двигунів, так і на цьому встановлюється система, з додаванням сечовина в дизельну паливну суміш.
Це все знижує вихлоп до Евро5, але як завжди, у нас в Росії це додає проблем всім без винятку сучасним дизельних двигунів. Це просто вирішується у нас, викидається фільтр сажі і глушиться клапан дожигания несгоревшего вихлопу.
В іншому двигун надійний і невибагливий
2 місце
Двигун Toyota 2.0 / 2.2 D-4D.
Перший дволітровий Toyota 2.0 D-4D CD з'явився в 2006 році. Чотирициліндровий, восьми-клапанний, чавунний блок, ремінний привід ГРМ, 116 к.с. Двигуна йшли з індексом «CD».
Скарги на цей двигун були дуже рідкісні, всі вони зводилися тільки до форсунок і до системи рециркуляції вихлопних газів. У 2008 році був знятий з виробництва, а натомість був пущений новий, з об'ємом 2,2 літра.
Toyota 2.0 / 2.2 D-4D AD
Вже стали робити ланцюговим, на чотири циліндри вже 16 клапанів. Блок стали робити алюмінієвий з чавунними гільзами. Індекс цього двигуна став «AD».
Двигуна випускаються як 2,0 літрів, так і 2,2.
самі хороші відгукипро такому двигуні, і хороша віддача, і мала витрата палива. Але були і скарги, основна з них, це окислення алюмінієвої головки в місці дотику з прокладкою ГБЦ, приблизно в період 150-200 тис.км. пробігу.
Заміна прокладки головки блоку не допомагає, тільки шліфування ГБЦ і блоку, а ця процедура можлива тільки зі зняттям двигуна. І такий ремонт можливий тільки один раз, другий шліфування головки і блоку мотор не витримає, глибина буде критичною з можливістю зустрічі клапанів з головкою. Тому, якщо мотор проходив 300-400 тисяч кілометрів, з одного шліфуванням, його тільки на заміну. Хоча це дуже пристойний ресурс.
Toyota в 2009 році вирішила цю проблему, з такими несправностями вони навіть мене чи по гарантії мотори на нові за свій рахунок. Але проблема, дуже рідко, але зустрічається. В основному у тих, хто не слабо запалює на найсильнішою версії цієї моделі двигуна 2,2 літра.
Такі двигуни досі випускаються і встановлюються на різні моделі автомобілів: Raf4, Avensis, Corolla, Lexus IS і інші.
1 місце
Дизельний мотор Honda 2.2 CDTi. Найнадійніший малолітражний дизельний двигун. Дуже продуктивний і дуже економічний дизельний двигун.
Чотирициліндровий, 16-ти клапанний, з турбонаддувом змінної продуктивності, з системою впорскування Common Rail, гільзованний алюмінієвий блок.
Форсунки застосовуються Bosch, а не примхливі і дорогі японські Denso.
Попередник цього двигуна був побудований ще в 2003 році з маркуванням 2.2 i-CTDi. Він виявився дуже вдалим. Безпроблемний, динамічний і економічний в споживанні палива.
сучасний розглянутий двигун Honda 2.2 CDTi з'явився в 2008 році.
Типових несправностей звичайно не минув, але всі вони зустрічалися вкрай рідко. Тріщини випускного колектора, але вони виникали в перших випусках, японці відреагували і в наступних випусках такого не спостерігалося.
Іноді зустрічалися несправності натяжителя ланцюга газорозподільного механізму. Так само іноді передчасно з'являвся люфт вала турбіни.
Всі ці несправності виникали від надмірних постійних навантажень і поганого обслуговування.
Цей двигун хондовци встановлювали на моделях Honda Civic, Accord, CR-V і інших.
Безумовно, цей двигун має найменшим числом відмов і поломок по відношенню до всіх інших моторам японських автовиробників.
Ставимо йому п'ять балів з п'яти, присвоюємо йому Перше почесне місце і бажаємо вам мати на своєму автомобілі подібний.
Принцип роботи дизельного двигунавиглядає як самозаймання подається розпорошеного палива при взаємодії з розігрітим при стисненні повітрям. У двох словах не зовсім зрозуміло, про що йде мова, тому дану статтю присвятимо повністю дизельному двигуну.
Пристрій дизельного двигуна - основні деталі
Такі двигуни мають як ряд переваг, так і ряд недоліків. До перших можна віднести: принцип його роботи ідеально підходить для важких вантажівок; він більш економічний у порівнянні з бензиновим силовим агрегатом. Недоліки: сам процес згоряння палива рівносильний вибуху, що вже само по собі не може бути гідністю; паливна апаратура має досить складну конструкцію, тому, якщо вона вийде з ладу, вам гарненько доведеться повозитися; що розвивається швидкість буде менше, ніж при роботі на бензинових моторах.
Пристрій дизельного двигуна представлене в такий спосіб. Починається все з впускного клапана, за допомогою якого повітря може потрапити в робочі циліндри. Поршень створює необхідний тиск, щоб потрапляти повітря нагрівся до потрібної температури, а колінчастий валсприймає зусилля, що надходить від поршня, і перетворює його в крутний момент. Ось коротко так і виглядає робота дизельного двигуна.
Принцип роботи дизельного двигуна - вибираємо тип камери згоряння
Області для запалення палива бувають двох типів, в залежності від виду самого. Нерозділене камера згоряння знаходиться в поршні, паливо же в цьому випадку впорскується в надпоршневомупростір. В цьому випадку ви можете розраховувати на економічність, оскільки витрата горючої сумішібуде мінімальним, проте негативним моментомпослужить підвищений шум, Особливо під час холостого ходу.
В розділених камерах згоряння подача палива здійснюється в окрему камеру, яка за допомогою спеціального каналу пов'язана з циліндром. Забезпечується відмінне перемішування палива з повітрям, тільки після цього воно вже подається в робочий простір, що сприяє більш якісному згорянню суміші. Це підвищує чистоту викидів, довговічність мотора і потужність авто.
Як працює дизельний двигун - тактность мотора
Схема роботи дизельного двигуна буває двотактної і чотиритактної. У першому випадку робота відбувається наступним чином: під час робочого ходу поршень пересувається вниз, при цьому відкриваються випускні отвори в циліндрі і з нього виходять вихлопні гази. В цей же час (іноді трохи пізніше) відкривають хід впускні вікна, здійснюється продування повітрям. Далі поршень починає рух вгору, всі вікна закриваються, і відбувається процес стиснення повітря. Перед тим, як поршень досяг ВМТ (вища коефіцієнт корисної дії), паливо розпорошується з форсунки, відбувається вибух, і весь процес повторюється заново.
Важливо знати, як працює дизельний двигун і по чотиритактної схемою. У перший такт робиться впуск повітря, в цей же час відкритий і вихлопної клапан. Другий такт відповідає стисненню повітря, щоб він досяг необхідної температури. На третьому такті впорскується горюча суміш в камеру згоряння, і в результаті взаємодії з розігрітим повітрям відбувається вибух. Під час четвертого такту здійснюється висновок вихлопних газів з тіла циліндра.
Чотиритактний мотор при інших рівних параметрах має меншу потужність, ніж двотактний, але має великий ККД і більш ефективної ступенем спалювання палива.
Як влаштований дизельний двигун - сучасні реалії
Пристрій сучасного дизельного двигуна оснащено комп'ютерним управлінням подачі палива.Ця система дозволяє здійснювати впорскування горючої суміші в циліндри дозованими порціями. Даний момент є дуже важливим для дизельних силових агрегатів, Так як при такій подачі тиск, що виникає в камері згоряння, наростає плавно без виникнення різного роду «ривків», а це як не можна краще сприяє м'якою і безшумної роботі силового агрегату.
Дещо відрізняється від бензинових аналогів. Головною відмінністю можна вважати займання паливно-повітряної суміші, яке відбувається не від зовнішнього джерела(Іскри запалювання), а від сильного стиснення і нагрівання.
Іншими словами, в дизельному двигуні відбувається самозаймання палива. При цьому пальне має подаватися під вкрай високим тиском, так як необхідно максимально ефективно розпилити пальне в циліндрах дизельного мотора. У цій статті ми поговоримо про те, які системи упорскування дизельних двигунів сьогодні активно використовуються, а також розглянемо їх будову та принцип роботи.
Читайте в цій статті
Як працює паливна система дизельного двигуна
Як вже було сказано вище, в дизельному двигуні відбувається самозаймання робочої сумішіпалива і повітря. При цьому спочатку в циліндр подається тільки повітря, потім це повітря сильно стискається і нагрівається від стиснення. Щоб сталося загоряння, потрібно подати ближче до кінця такту стиснення.
З урахуванням того, що повітря сильно стискається, пальне також необхідно впорснути під високим тиском і ефективно розпорошити. У різних дизельних тиск упорскування може відрізнятися, починаючи, в середньому, з позначки в 100 атмосфер і закінчуючи вражаючим показником більш 2 тис. Атмосфер.
Для найбільш ефективної подачі палива і забезпечення оптимальних умов для самозаймання заряду з подальшим повноцінним згорянням суміші паливний уприскування реалізований через дизельну форсунку.
Виходить, незалежно від того, який тип системи живлення використовується, в дизельних двигунах завжди присутні два основні елементи:
- пристрій для створення високого тиску палива;
Іншими словами, на багатьох дизелях тиск створює (паливний насос високого тиску), а подача дизпалива в циліндри відбувається через форсунки. Що стосується відмінностей, в різних системахподачі палива насос може мати ту чи іншу конструкцію, також за своїм устроєм відрізняються і самі дизельні форсунки.
Ще системи харчування можуть відрізнятися по розташуванню тих чи інших складових елементів, мають різні схемиуправління і т.д. Давайте розглянемо системи упорскування дизельних двигунів більш докладно.
Системи харчування дизельних двигунів: огляд
Якщо розділити системи харчування дизельних моторів, які набули найбільшого поширення, можна виділити наступні рішення:
- Система харчування, в основі якої лежить ТНВД рядного типу (рядний ТНВД);
- Система подачі палива, яка має ТНВД розподільного типу;
- Рішення з насос-форсунками;
- Паливний уприскування Common Rail (акумулятор високого тиску в загальній магістралі).
Зазначені системи також мають велику кількість підвидів, при цьому в кожному випадку той чи інший тип є основним.
- Отже, почнемо з найпростішої схеми, яка передбачає наявність рядного паливного насоса. Рядний ТНВД є давно відоме і перевірене рішення, яке використовується на дизелях не один десяток років. Такий насос активно використовується на спецтехніці, вантажівках, автобусах і т.д. Якщо порівнювати його з іншими системами, насос досить великий за своїми габаритами і вагою.
У двох словах, в основі рядного ТНВД лежать. Їх кількість дорівнює кількості циліндрів двигуна. Плунжерная пара являє собою циліндр, який рухається в «стакані» (гільзі). При русі вгору відбувається стиснення палива. Потім, коли тиск досягає необхідного показника, відбувається відкриття спеціального клапана.
В результаті попередньо стислий паливо надходить на форсунку, після чого відбувається вприскування. Після того, як плунжер почне рухатися назад вниз, відкривається канал для впуску палива. Через канал пальне заповнює простір над плунжером, далі цикл повторюється. Щоб солярка потрапляла в плунжерні пари, додатково в системі є окремий насос, що підкачує.
Самі плунжери працюють завдяки тому, що в пристрої насоса є кулачковий вал. Цей вал працює подібно, де кулачки «штовхають» клапана. Сам вал насоса приводиться від двигуна, так як ТНВД з'єднаний з мотором за допомогою муфти випередження впорскування. Зазначена муфта дозволяє коригувати роботу і підлаштовувати ТНВД в процесі експлуатації двигуна.
- Система харчування з розподільним насосом не сильно відрізняється від схеми з рядним ТНВД. Розподільчий ТНВД схожий на рядний по конструкції, при цьому в ньому зменшено кількість плунжерних пар.
Іншими словами, якщо в рядном насосі пари необхідні на кожен циліндр, то в розподільному досить 1 або 2 плунжерних пар. Справа в тому, що однієї пари в цьому випадку досить для подачі пального в 2, 3 або навіть 6 циліндрів.
Це стало можливим завдяки тому, що плунжер отримав можливість не тільки рухатися вгору (стиснення) і вниз (впуск), але також обертатися навколо осі. Таке обертання дозволило реалізувати почергове відкриття випускних отворів, через які дизпаливо під високим тиском подається на форсунки.
Подальший розвиток цієї схеми призвело до появи більш сучасного роторного ТНВД. В такому насосі застосований ротор, в якому встановлені плунжери. Зазначені плунжери рухаються назустріч по відношенню один до одного, а ротор здійснює обертання. Так відбувається стиснення і розподіл солярки по циліндрах двигуна.
Головним плюсом розподільного насоса і його різновидів є знижений вага і компактність. При цьому налаштовувати даний пристрій складніше. З цієї причини додатково використовуються схеми електронного управлінняі регулювання.
- Система харчування типу «насос-форсунка» являє собою схему, де спочатку відсутній окремий ТНВД. Якщо точніше, форсунка і насосна секція були об'єднані в одному корпусі. В основі лежить вже знайома плунжерні пара.
Рішення має ряд переваг в порівнянні з системами, в яких використаний ТНВД. Перш за все, можна легко відрегулювати подачу палива в окремі циліндри. Також в разі виходу однієї форсунки з ладу, інші будуть працювати.
Також використання насос-форсунок дозволяє позбутися від окремого приводу ТНВД. Плунжери в насос-форсунки наводяться в дію від розподільного ГРМ, який встановлений ст. Такі особливості дозволили дизельних моторів з насос-форсунками набути широкого поширення не тільки на вантажівках, а й на великих легкових автомобілях (наприклад, дизельні позашляховики).
- Система Сommon Rail є однією з найсучасніших рішень в області паливного вприскування. Також дана схема харчування дозволяє домогтися максимальної економічності одночасно з високим. Паралельно знижується і токсичність відпрацьованих газів.
Система була розроблена німецькою фірмою Bosch в 90-х роках. З урахуванням очевидних переваг за короткий час переважна більшість дизельних ДВС на легкових і вантажних автостали оснащувати виключно Сommon Rail.
Загальна схема пристрою заснована на так званому акумуляторі високого тиску. Якщо просто, пальне знаходиться під постійним тиском, після чого подається до форсунок. Що стосується акумулятора тиску, даний акумулятор фактично є паливною магістраллю, куди пальне нагнітається за допомогою окремого ТНВД.
Система Сommon Rail частково нагадує бензиновий інжекторний двигун, Який має паливну рампу з форсунками. Бензин в рампу (паливну рейку) нагнітається під невеликим тиском бензонасосом з бака. У дизелі тиск набагато вище, пальне нагнітає ТНВД.
Завдяки тому, що тиск в акумуляторі постійне, стало можливим реалізувати швидкий і «багатошаровий» уприскування палива через форсунки. сучасні системив двигунах Common Rail дозволяють форсунок зробити до 9 дозованих вприськов.
В результаті дизельний двигун з такою системою харчування економічний, продуктивний, працює м'яко, тихо і еластично. Також використання акумулятора тиску дозволило зробити конструкцію ТНВД на дизельних моторах простіший.
Додамо, що високоточний уприскування на двигунах Common Rail є повністю електронним, так як за роботою системи стежить окремий блок управління. В системі використовується група датчиків, які дозволяють контролеру точно визначити, скільки дизпалива потрібно подати в циліндри і в який момент.
Підведемо підсумки
Як видно, кожна з розглянутих систем харчування дизельного двигуна має свої переваги і недоліки. Якщо говорити про простих рішеннях з рядним ТНВД, їх головним плюсом можна вважати можливість ремонту і доступність обслуговування.
У схемах з насос-форсунками потрібно пам'ятати про те, що дані елементи чутливі до якості палива і його чистоті. Попадання навіть найдрібніших частинок може вивести з ладу насос-форсунку, в результаті чого дорогий елемент зажадає заміни.
Що стосується систем Common Rail, головним недоліком є не тільки висока початкова вартість таких рішень, але і складність і дорожнеча подальшого ремонту і обслуговування. З цієї причини за якістю палива і станом паливних фільтрів потрібно постійно стежити, а також своєчасно проводити планове обслуговування.
Читайте також
Види дизельних форсунок в різних системах подачі палива під високим тиском. Принцип роботи, способи управління форсунками, конструктивні особливості.
