Как происходит запуск дизельного двигателя?
Ошибки и ремонт автомобилей
Обновлено 06.12.2023
Поделиться
Видео: Как работает дизельный двигатель? (Анимация) Скачать
Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы
Все больше появляется автомобилей, в которых характерное тиканье из-под капота указывает на тип установленного двигателя. Разберем устройство, принцип работы и характеристики дизелей.
Такие характеристики дизельного двигателя, как экономичность, высокий крутящий момент и более экономичное топливо, делают его предпочтительным вариантом. Дизели последних поколений приблизились к бензиновым двигателям по уровню шума, сохранив при этом преимущества в отношении эффективности и надежности.
Конструктивные особенности дизельных двигателей
По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового — такие же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, детали клапанов значительно усилены, чтобы выдерживать более высокие нагрузки — ведь они намного выше (19-24 шт. Против 9-11 для бензинового двигателя). Этим объясняется большой вес и габариты дизельного двигателя по сравнению с бензиновым.
Принципиальное отличие заключается в способах образования топливовоздушной смеси, в ее воспламенении и сгорании. В бензиновом двигателе во впускной системе образуется смесь, а в цилиндре она воспламеняется свечой зажигания. В дизельном двигателе топливо и воздух подаются отдельно. Сначала в цилиндры поступает чистый воздух. В конце сжатия, когда оно нагревается до температуры 700-800 ° C, форсунками высокого давления впрыскивается топливо в камеру сгорания, которое практически мгновенно самовоспламеняется.
Самовоспламенение сопровождается резким повышением давления в цилиндре, а значит, увеличением шума и жесткости дизельного двигателя. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что приводит к большей эффективности. Экологические показатели также лучше: при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ значительно ниже, чем у бензиновых двигателей.
Типы дизельных двигателей
Существует несколько типов дизельных двигателей, разница между которыми заключается в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неотдельной камерой сгорания — я их называю дизелями с прямым впрыском — топливо впрыскивается в пространство над поршнем, а камера сгорания выполнена в поршне. Прямой впрыск в основном использовался в двигателях с низкой скоростью и большим рабочим объемом. Это было связано с трудностями процесса горения, а также увеличением шума и вибраций.
Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНД) с электронным управлением, двухступенчатому впрыску топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться стабильной работы дизельного двигателя со встроенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об / мин, повысить эффективность и снизить уровень шума и вибрации.
Наиболее распространен другой тип дизеля, с отдельной камерой сгорания. Топливо впрыскивается не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно используют вихревую камеру, выполненную в головке блока цилиндров и соединенную с цилиндром специальным каналом, так что при сжатии воздух, поступающий в вихревую камеру, сильно закручивается, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.
При отдельной камере сгорания скорость увеличения давления в цилиндре снижается, что помогает снизить шум и увеличить максимальные обороты. Двигатели с вихревыми камерами составляют большинство из устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).
Устройство топливной система дизельного двигателя
Самая важная дизельная система — это система подачи топлива. Его функция — подавать строго определенное количество топлива в заданное время и при заданном давлении. Высокие требования к давлению топлива и точности делают топливную систему сложной и дорогой.
ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенному графику, зависящему от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути, современный всережимный ТНВД сочетает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, который выполняет команды водителя.
Нажимая педаль акселератора, водитель напрямую не увеличивает подачу топлива, а только изменяет программу работы регуляторов, которые, в свою очередь, изменяют подачу питания в соответствии со строго определенными зависимостями от скорости, давления наддува, положения рычага регулятора и т.д. На современных внедорожниках обычно применяется ТНВД распределительного типа.
ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа широко используются в легких дизельных двигателях. Они компактны, характеризуются высокой равномерностью потока топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. При этом к этим насосам предъявляются очень высокие требования к чистоте и качеству дизельного топлива: ведь все их детали смазаны топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.
Дизельные форсунки.
Еще один важный элемент топливной системы — инжектор. Вместе с топливным насосом высокого давления он подает строго дозированное количество топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму пламени топлива, что важно для процесса самовоспламенения и горения. Обычно используются насадки двух типов: с гарнитуром или с распределителем с несколькими отверстиями.
Инжектор на двигателе работает в очень сложных условиях: игла распылителя перемещается поочередно с частотой, вдвое меньшей по сравнению с частотой вращения двигателя, при этом распылитель находится в непосредственном контакте с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготовлен из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.
Фильтры для дизельного топлива.
Топливный фильтр, несмотря на свою простоту, является важнейшим элементом дизельного двигателя. Его параметры, такие как тонкость фильтрации, КПД, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одна из его функций — отделение и отвод воды, которой обычно является нижняя сливная пробка. Ручной подкачивающий насос часто устанавливается поверх корпуса фильтра для удаления воздуха из топливной системы.
Иногда устанавливается электрическая система подогрева топливного фильтра, которая немного облегчает запуск двигателя, предотвращая засорение фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизельного топлива в зимних условиях.
Как происходит запуск дизельного двигателя?
Холодный пуск дизеля обеспечивается системой предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставляются электронагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи зажигания нагреваются до 800-900 ° C за несколько секунд, нагревая таким образом воздух в камере сгорания и способствуя самовоспламенению топлива. Водитель в кабине сигнализирует о работе системы.
Если контрольная лампа погаснет, это означает, что вы готовы к запуску. Питание от свечи зажигания автоматически отключается, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить стабильную работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий запуск ремонтируемого дизеля до температуры 25-30 ° C, конечно, при условии, что масло и дизельное топливо соответствуют сезону.
Турбонаддув дизельного двигателя
Наддув — эффективное средство увеличения мощности и гибкости дизельного двигателя. Он позволяет подавать в цилиндры дополнительный воздух и, как следствие, увеличивать подачу топлива во время рабочего цикла, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизельного двигателя в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового двигателя, что позволяет турбонагнетателю развивать эффективную тягу с самых низких оборотов, избегая характерного отказа бензиновых двигателей с турбонаддувом — «турбо-лаг».
Турбодизель также имеет некоторые недостатки, связанные с надежностью турбокомпрессора. Таким образом, ресурс турбонагнетателя существенно меньше ресурса двигателя и обычно не превышает 150 тыс. Км. Турбокомпрессор предъявляет высокие требования к качеству моторного масла. Подробнее читайте в статье: .
Система Common-Rail для дизельного двигателя
Компьютеризированный контроль подачи топлива позволил впрыснуть его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала идет малая доза, всего около миллиграмма, которая при сгорании повышает температуру в камере, затем следует основной «заряд». Для дизельного двигателя — двигателя с воспламенением от сжатия — это очень важно, так как давление в камере сгорания увеличивается более равномерно, без «тряски». В результате двигатель работает более плавно и тихо.
В результате в дизельных двигателях с общей топливной магистралью расход топлива двигателя снижается примерно на 20%, а крутящий момент на низких оборотах коленчатого вала увеличивается на 25%. Кроме того, снижается содержание сажи в выхлопе и снижается шум двигателя. Подробнее читайте в статье:
Видео: Топ-8 ошибок эксплуатации турбодизеля! Никогда не допускай их! Скачать
https://mazdawiki.ru/articles/kak-proishodit-zapusk-dizel-nogo-dvigatelya/
