Дизельный двигатель: устройство, принцип работы, преимущества

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель (дизель) представляет собой поршневой ДВС, принцип работы которого основан на самовоспламенении топлива при воздействии горячего сжатого воздуха.

Конструкция дизеля в целом мало чем отличается от бензинового двигателя, за исключением того, что в дизеле отсутствует как таковая система зажигания, поскольку воспламенение топлива происходит по другому принципу. Не от искры, как в бензиновом двигателе, а от высокого давления, с помощью которого сжимается воздух, из-за чего тот сильно разогревается. Высокое давление в камере сгорания накладывает особые требования к изготовлению деталей клапанов, которые предназначены для восприятия более серьезных нагрузок (от 20 до 24 единиц).

Дизельные двигатели применяются не только на грузовых, но и на многих моделях легковых автомобилей. Дизели могут работать на различных типах топлива – на рапсовом и пальмовом масле, на фракционных веществах и на чистой нефти.

Принцип действия дизельного двигателя

Принцип действия дизеля основан на компрессионном воспламенении топлива, которое попадает в камеру сгорания и смешивается с горячей воздушной массой. Рабочий процесс дизеля зависит исключительно от неоднородности ТВС (топливно-воздушной смеси). Подача ТВС в таком типе двигателя происходит раздельно.

Вначале подается воздух, который в процессе сжатия нагревается до высоких температур (около 800 градусов по Цельсию) , затем в камеру сгорания под высоким давлением (10-30 МПа) подается топливо, после чего происходит его самовоспламенение.

Сам процесс воспламенения топлива всегда сопровождается высокими уровнем вибраций и шума, поэтому двигатели дизельного типа являются более шумными в сравнении с бензиновыми собратьями.

Подобный принцип работы дизеля позволяет использовать более доступные и дешевые (до недавнего времени 🙂 ) виды топлива, снижая уровень затрат на его обслуживание и заправку.

Дизели могут иметь как 2, так и 4 рабочих такта (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск). Большинство автомобилей оснащено 4-х тактовыми дизельными двигателями.

Типы дизельных двигателей

По конструкционным особенностям камер сгорания дизели можно разделить на три типа:

• С разделенной камерой сгорания. В таких устройствах подача топлива осуществляется не в основную, а в дополнительную, т.н. вихревую камеру, которая располагается в головке цилиндрового блока и соединяется с цилиндром каналом. При попадании в вихревую камеру воздушная масса максимально сжимается, тем самым улучшая процесс воспламенения топлива. Процесс самовоспламенения начинается в вихревой камере, затем переходит в основную камеру сгорания.
• С неразделенной камерой сгорания. В таких дизелях камера располагается в поршне, а топливо подается в пространство над поршнем. Нераздельные камеры сгорания с одной стороны позволяют экономить расход топлива, с другой стороны – повышают уровень шума при работе двигателя.
• Двигатели предкамерные. Подобные дизели оснащаются вставной форкамерой, которая соединяется с цилиндром тонкими каналами. Форма и размер каналов определяют скорость движения газов при сгорании топлива, снижая уровень шума и токсичности, увеличивая ресурс работы двигателя.

Топливная система в дизельном двигателе

Основой любого двигателя дизельного типа является его топливная система. Основной задачей топливной системы является своевременная подача нужного количества топливной смеси под заданным рабочим давлением.

Важными элементами топливной системы в дизельном двигателе являются:

• насос высокого давления для подачи топлива (ТНВД);
• топливный фильтр;
• форсунки

Топливный насос

Насос отвечает за подачу топлива к форсункам по установленным параметрам (в зависимости от числа оборотов, рабочего положения регуляторного рычага и давления турбонаддува). В современных дизельных двигателях могут применяться два типа насосов для топлива – рядные (плунжерные) и распределительные.

Топливный фильтр

Фильтр является важной составляющей частью двигателя дизельного типа. Топливный фильтр подбирается строго в соответствии с типом двигателя. Фильтр предназначен для выделения и удаления из топлива воды, и лишнего воздуха из топливной системы.

Форсунки

Форсунки не менее важные элементы топливной системы в дизеле. Своевременная подача топливной смеси в камеру сгорания возможна только при взаимодействии топливного насоса и форсунок. В дизелях применяются два типа форсунок – с многодырчатым и шрифтовым распределителем. Распределитель форсунок определяет форму факела, обеспечивая более эффективный процесс самовоспламенения.

Холодный пуск и турбонаддув дизельного двигателя

Холодный пуск отвечает за механизм предпускового подогрева. Это обеспечивается за счет электрических нагревательных элементов – свечей накаливания, которыми оснащена камера сгорания. При запуске двигателя свечи накаливания достигают температуры в 900 градусов, подогревая воздушную массу, которая попадает в камеру сгорания. Питание со свечи накаливания снимается через 15 секунд после запуска двигателя. Системы подогрева перед запуском двигателя обеспечивают его безопасный запуск даже при низких атмосферных температурах.

Турбонаддув отвечает за повышение мощности и эффективности работы дизеля. Он обеспечивает подачу большего количества воздуха для более эффективного процесса сгорания топливной смеси и увеличения рабочей мощности двигателя. Для обеспечения нужного давления наддува воздушной смеси во всех рабочих режимах двигателя применяется специальный турбонагнетатель.

Остается только сказать, что споры относительно того, что лучше выбрать рядовому автолюбителю в качестве силовой установки в свой автомобиль, бензин или дизель, не утихают до сих пор. Преимущества и недостатки есть у обоих типов двигателя и выбирать необходимо, исходя из конкретных условий эксплуатации автомобиля.

Что надо знать о дизельных моторах, чтобы нормально ездить зимой

02 января 2019 Категория: Полезная информация.

Дизельный двигатель требует к себе больше внимания в холода, чем бензиновый. Правильная подготовка — залог беспроблемной эксплуатации. Также не лишним будет напомнить владельцам о специфике работы дизелей в холода.

1 — дизель не греется до начала движения

Дизельный мотор по сравнению с бензиновым имеет более низкий температурный режим и склонен к переохлаждению даже летом, особенно — в режиме холостого хода. В мороз дизель не греется на холостом ходу во время стоянки, и приближается к рабочей температуре только во время движения.

Если двигатель не выходит на рабочую температуру даже после длительной поездки, а из печки дует холодных воздух — вот тут уже повод проверить работу системы охлаждения, в частности, термостат. Или проверить наличие клапана EGR. Если предыдущий владелец избавился от него, установив заглушку, дизель в мороз будет прогреваться недостаточно.

Когда температура дизеля ниже рабочей, топливо распыляется хуже, топливовоздушная смесь готовится с ошибками, двигатель работает более жестко, а износ деталей и расход топлива растет.

Поэтому для владельцев дизелей в регионах с холодными зимами рекомендуется утеплять моторный отсек или устанавливать предпусковые подогреватели типа «Вебасто».

2 — исправные свечи накаливания и емкая АКБ — залог холодного пуска дизеля

Перед наступлением заморозков обязательно проверяйте работу свечей накала, не доверяя только индикатору на панели приборов. О том, зачем нужны свечи накаливания и как их проверять и менять, мы уже писали.

Для запуска дизеля зимой нужен аккумулятор с достаточно высоким пусковым током и емкостью. Если бензиновый ДВС кое-как запустится даже с уставшей и старой батареей, дизелю не хватит остаточного тока.

3 — лучшая присадка — качественное зимнее топливо

Подходящее для холодов дизельное топливо имеет сниженное количество парафинов, следовательно, не загустевает и не теряет своей текучести на морозе. О том, как выбрать качественное зимнее ДТ и в чем его отличия от летнего, мы писали здесь.

Советы из разряда добавить в топливо зимой машинное масло, бензин или керосин — прямой путь к тому, чтобы вывести из строя дорогостоящие элементы нежной топливной системы современного дизеля — форсунки, ТНВД.

Специалисты, которые работают с топливной аппаратурой дизельных ДВС, не рекомендуют добавлять в топливо никакие присадки вообще. Кроме того, тот же антигель предотвратит замерзание топлива только при предварительном добавлении его в бак. Залив присадку в уже подмерзшее топливо, получите хлопья парафина по всей топливной магистрали и забитый фильтр.

4 — турбодизели требовательны к качеству масла

Вязкость используемого моторного масла должна соответствовать реальным условиям эксплуатации в климате региона проживания.

Современные турбодизели очень чувствительны к качеству смазки, и чем ниже температура на улице — тем возрастают эти требования. Если масло обладает недостаточной вязкостью, турбина быстрее выйдет из строя, а мотор не запустится в сильный мороз.

О том, как выбрать подходящее для дизеля моторное масло, мы писали здесь.

5 — современный дизель не прощает пустой бак и солярку «из-под трактора»

Система впрыска Common Rail, которая применяется на современных дизелях, крайне чувствительна к попаданию воды и воздуха в топливную магистраль. Вода — это примесь некачественного топлива или конденсат, который образуется на стенках пустого топливного бака зимой. Попадая на лопасти ТНВД, вода вызывает их корррозию.

Когда насос собирает остатки топлива из бака вместе с осадком, в топливную систему попадает мусор — и не всегда его удается задержать фильтром на пути к форсункам и тому же ТНВД.

Другая опасность пустого бака — завоздушивание топливной системы, что ведет к сухому трению деталей топливного насоса и ситуации, когда ТНВД «гонит стружку» по всей системе.

В результате и привычка ездить «на лампочке», и заправка некачественным топливом грозят попаданием посторонних соединений, мусора, металлической пыли и стружки в топливную систему дизеля. Что выводит из строя плунжерную пару, ТНВД, форсунки и грозит дорогостоящим ремонтом.

О ресурсе топливных форсунок дизельного ДВС мы писали ранее.

6 — дизель не переносит езду на холостых оборотах

Под ездой на холостом ходу подразумевается тот режим, когда машина с работающим двигателем и включенной нейтральной передачей катится накатом. Случаи, когда водитель тормозит двигателем, понижая передачу, или движется «в натяг», не являются в полном смысле холостым ходом.

Так вот для дизельного двигателя работа в режиме «под нагрузкой, с минимально возможной частотой вращения коленвала» грозит неполным сгоранием топлива.

В результате образуется сажа, которая загрязняет масло, образует нагар на поршневых кольцах, механизме изменения геометрии турбины, клапане ERG, в сажевом фильтре и катализаторе. Со временем этот нагар накапливается, мешая нормальному функционированию элементов многих важных систем.

В результате двигатель теряет в мощности, увеличивается расход топлива, появляются посторонние шумы в моторном отсеке и т.п. Поэтому владельцам дизелей категорически не рекомендуется прибегать к езде «в натяг» на постоянной основе.

О распространенных ошибках при запуске дизеля зимой мы писали здесь.

Топливные дизельные форсунки найдете в нашем каталоге

Как правильно эксплуатировать двигатель

Сегодня мы затронем очень актуальную тему: правильная эксплуатация двигателя.

Ведь ни для кого не секрет, что один из самых дорогостоящих ремонтов в автомобиле считается ремонт двигателя.

И от того на сколько правильно к его эксплуатации подходит владелец транспортного средства будет зависеть насколько часто его кошелек будет избавляться от денежных знаков.

Сравнение двигателя в автомобиле с сердцем у человека — это вовсе не преувеличение. Именно двигатель берет на себя главные функции и создает тяговое усилие транспортного средства.

Неисправности и сбои в работе силового узла неизбежно приводят к более серьезным проблемам, а иногда и полному обездвиживанию авто.

Так как же правильно эксплуатировать двигатель? Каким моментам уделить внимание? Давайте разберемся.

Общие рекомендации

Надежность и ресурс двигателя зависит от множества факторов, а именно от условий эксплуатации, качества моторного масла и топливной смеси, очистки воздуха и так далее. При этом рецепта «бессмертия» мотора не существует. Есть только рекомендации, позволяющие существенно продлить его ресурс.

Итак, при эксплуатации двигателя следуйте таким советам.

Масла

Заливайте в силовой узел только качественное масло, следите за его уровнем и своевременно производите замену.

У каждого производителя есть свои рекомендации, но в среднем меняйте масло каждые 7-8 тысяч километров, в крайнем случае 10 000.

При выборе смазывающего состава обращайте внимание на его тип и индекс вязкости по SAE.

К примеру, хороший вариант — синтетическое или полусинтетическое масло 10W40.

Не забывайте обращать внимание на назначение масла. Если его можно лить только в дизельный мотор, то на этикетке будет красоваться слово «diesel».

Топливо

Помните о низком качестве бензина (солярки) на заправках и своевременно меняйте топливный фильтр, не забывайте про адсорбер.

Время от времени сливайте накопившийся отстой. Если этого не сделать, то проблемы будет испытывать вся топливная система по причине высокого гидравлического сопротивления.

Идеальный вариант — хотя бы дважды в год снимать емкость для топлива и хорошенько ее чистить.

Ремень ГРМ

Время от времени осматривайте состояние ремня ГРМ и своевременно производите его замену так как при его обрыве может погнуть клапана.

Даже если ремень работает, «как часы», безжалостно меняйте его через 60 тысяч километров.

В противном случае вы рискуете своим двигателем и еще большими затратами.

Запчасти

Покупайте только качественные запчасти. Не экономьте на своем авто и старайтесь ставить только оригинальные детали.

Во-первых, это повышает ресурс двигателя, а во-вторых, освобождает от дополнительных расходов в будущем, ведь некачественный узел может «потянуть» за собой другие детали или же сам выйдет из строя раньше времени.

Прогрев автомобиля

Старайтесь все-таки прогревать автомобиль зимой (хотя бы 1-2 минуты). Как только звук мотора становится более-менее ровным, можно отправляться в путь.

Мы настоятельно рекомендуем установить на автомобиль подогреватель тосола.

Кроме этого, не допускайте повышения оборотов выше четырех тысяч. Такая нагрузка негативно сказывается на двигателе и снижает его ресурс.

Как ездить

Объезжайте лужи, если есть такая возможность, или проезжайте их на минимальной скорости. Если «залететь» в воду, то есть высокий риск гидроудара.

Да и для ходовой такой стиль езды будет очень вреден, ведь вы не знаете какая глубина этой лужи поэтому появляется большая вероятность вообще остаться без колес.

Будьте внимательны

Проявляйте к двигателю максимальное внимание. Перед тем как заводить мотор, всегда проверьте уровни масла и охлаждающей жидкости. При этом никогда не доливайте холодную ОЖ в раскаленную систему.

Учтите, что разница температур должна быть не больше 15 градусов Цельсия. Особое внимание уделяйте герметичности всех систем.

Отдельно выделим рекомендации для инжекторного двигателя.

1. При пуске автомобиля с инжектором не нажимайте на педаль газа. Здесь подкачка топлива производится автоматически.
2. Чтобы просушить свечи, достаточно открыть заслонку дросселя и прокрутить коленвал.
3. Не допускайте полного опустошения бензобака, в противном случае инжектор может выйти из строя.
4. Следите за состоянием и уровнем заряда АКБ. Низкое напряжение может стать причиной поломки дорогостоящей системы.

Секреты эксплуатации дизельного мотора

Приведенные выше советы в равной степени можно отнести как к бензиновым, так и дизельным моторам. Но некоторые особенности все-таки имеются.

К примеру, дизельные автомобили требуют большего внимания от автолюбителей (особенно в зимний период).

При эксплуатации «дизеля» зимой учтите несколько простых советов.

Опасность заводки с буксира

Не заводите автомобиль с буксира, ведь это может стать причиной поломки двигателя.

К примеру, если в баке залита летняя солярка, а на улице минусовая температура, то запуск мотора вряд ли будет успешен.

Дизельное топливо уже при пяти градусах мороза превращается в кристаллы, а само топливо теряет свое главное свойство — текучесть.

В дизельных двигателях роль смазки выполняет топливо, а если полноценной смазки нет, то узлы работают на «сухую». Итог — серьезные поломки.

Аккумуляторы

Обратите внимание на источник питания. Дизельные моторы из-за большей степени сжатия нуждаются в мощном аккумуляторе. Вот почему для дизелей рекомендуются АКБ с пусковым током не менее 320 А.

Кроме этого, источник питания, прослуживший больше 3-х лет лучше заменить. При этом выкидывать его также не стоит — отдайте (продайте) АКБ владельцу машины с бензиновым мотором.

Особое внимание уделяйте состоянию клемм на стартере и аккумуляторе — их необходимо зачищать.

При снижении температуры емкость АКБ уменьшается, поэтому дополнительное сопротивление только ухудшит положение.

Идеальный вариант — смазать клеммы специальным пластичным составом, который защитит металл от появления налета и соли на зимних дорогах.

Следите за выхлопом

Если летом при работе дизельного мотора был заметен явный дымок, то проверьте угол опережения на впрыск топлива.

При отсутствии навыков регулировки лучше не рисковать и обратиться к профессионалам.

Или узнайте, что делать если появился дым из выхлопной трубы.

Снимайте лишнее

Специальную сетку с заборника (она установлена в топливном баке) лучше убрать. Практика показала, что именно эта сетка — главная причина появления пробок и проблем с пуском мотора.

Вот эта сетка перестала полностью пропускать топливо.

Правильно выбирайте масло

Автомобили с пробегом более 100 тысяч километров часто «болеют» снижением компрессии.

Причина — чрезмерный износ гильзы цилиндров и поршневых колец. Вот почему при снижении температуры ниже 25 градусов Цельсия лучше отдавать предпочтение маслу со сниженной степенью вязкости.

Проверяйте свечи накаливания

Для дизельного мотора сложности начинаются уже с 5 градусов тепла и ниже. До этого мотор еще можно завести без работающих свечей накаливания.

При большем похолодании уже одной неисправной свечи достаточно для неуспешного пуска.

Чтобы избежать проблем в холода, проводите диагностику свечей накаливания еще до зимы. Если это необходимо, производите замену.

Секреты эксплуатации двигателя с турбиной

Наличие турбины — это не только резвость и превосходная динамика двигателя, но и большая ответственность для владельца авто.

Машины с турбиной требуют особой заботы от автолюбителя.

К примеру, есть более жесткие требования к качеству масла. Правильный выбор смазывающего состава позволяет повысить моторесурс, как минимум, вдвое.

Еще один важный момент — своевременная проверка и замена фильтров (масляного и воздушного).

Не ждите, пока откатаете километраж, рекомендованный производителем — меняйте узлы немного раньше.

Но и это еще не все.

Чтобы продлить жизнь турбированного мотора, соблюдайте следующие рекомендации:

• после запуска двигателя дайте ему прогреться в течение минуты. Конечно, рабочее давление в системе достигается уже через 2-3 секунды, а вот на разгон движущихся элементов турбины необходимо большее время. Если сразу давать газ мотору, который только завелся, то уже через несколько лет, а то и месяцев можно попрощаться с турбокомпрессором. Причина в том, что узел попросту не успевает смазаться и вращается «на сухую»;
• отъездив на машине в активном режиме, старайтесь не глушить мотор сразу после остановки. Дайте ему поработать какое-то время (3-5 минут). Это позволяет свести к минимуму резкие перепады температур в двигателе и исключить разрушительные переходные процессы;
• не держите турбированный мотор на холостых оборотах больше 20 минут. В таком режиме есть риск появления течи масла в местах соединения турбины;
• следите за качеством масла и своевременно производите его замену;
• старайтесь не форсировать обороты до тех пор, пока температура двигателя не достигнет отметки в 50 градусов Цельсия. Данное требование обязательно соблюдать в условиях минусовых температур.

Не выполнение этих рекомендаций приведет к быстрому выходу из строя турбины и ремонту или даже к полной ее замене.

Вывод

Каким бы ни был двигатель, он требует ухода и заботы от своего владельца.

Ответственный подход в вопросе эксплуатации, своевременная замена неисправных запчастей, правильный выбор расходных материалов, лояльный режим вождения — все это способствует продлению ресурса двигателя и экономии ваших средств.

Источник http://autodromo.ru/articles/dizelnyy-dvigatel-ustroystvo-princip-raboty-preimushchestva
Источник http://www.dieselkraft.by/poleznaya-informatsiya/chto-nado-znat-o-dizelnykh-motorakh-chtoby-normalno-ezdit-zimoj.html
Источник http://autotopik.ru/sovet/858-kak-pravilno-ekspluatirovat-dvigatel.html