Как должен работать дизельный двигатель: Проверка дизельного мотора перед покупкой машины

1. Введение
2. Сравнение дизельных и бензиновых двигателей
3. Система впрыска дизельного топлива
4. Дизельное топливо
5. Улучшение качества дизельного топлива и Биодизель
6. Узнать больше
7. Читайте также » Статьи про все типы двигателей

В данной статье описаны основные процессы, связанные с внутренним сгоранием топлива, рассказывается о четырёхтактном цикле, а также обо всех подсистемах, благодаря которым происходит работа двигателя. 
 
История дизеля начинается с изобретения бензинового двигателя. В 1876г. Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель. В основе работы его модели лежал четырехтактный цикл сгорания топлива, также известный как «Цикл Отто», который используется в большинстве современных автомобильных двигателей. На первых порах бензиновый двигатель не обладал большой эффективностью, как и его основные конкуренты, например, паровой двигатель. В таких двигателях лишь 10% топлива реально использовалось для движения автомобиля. Остальное же топливо производило бесполезное тепло.
 
В 1878г. на занятиях в Высшей политехнической школе в Германии (аналог инженерного колледжа) Рудольф Дизель узнал о низком КПД бензиновых и паровых двигателей. Эта проблема вдохновила его на создание более производительного двигателя. Спустя много лет, в 1892г. Дизель запатентовал одноименный «Мощный двигатель внутреннего сгорания».
 
Но если дизельные двигатели более эффективные, почему бензиновые более популярные? Представляя себе дизельный двигатель, Вы, скорее всего, подумаете об огромном грузовике, который извергает черный грязный дым и сильно шумит. Именно по этим причинам в США автомобилистам и не нравится дизель. Несмотря на то, что этот тип двигателя превосходно подходит для перевозки грузов на большие расстояния, дизельные автомобили редко покупают для повседневной езды.  Однако прогресс не стоит на месте, и идет модернизация дизельного двигателя для уменьшения загрязнения атмосферы и снижения уровня шума.
 
Если Вы еще не знаете, то, скорее всего, Вам будет интересно сперва узнать, «Как работает автомобильный двигатель», чтобы иметь общее представление о процессе внутреннего сгорания топлива. Когда прочитаете, возвращайтесь на эту страницу и узнаете все о секретах работы дизельного двигателя и последних инновациях.
 
КПД 4,5-литрового двигателя Duramax V-8 на 25% выше по сравнению с бензиновыми, при этом выхлопы намного чище. 
 
Рудольф Дизель, изобретатель дизельного двигателя.
 

Сравнение дизельных и бензиновых двигателей
 
По большому счету, дизельные и бензиновые двигатели имеют схожее устройство. И те, и другие являются двигателями внутреннего сгорания, преобразующие химическую энергию топлива в механическую. Эта механическая энергия перемещает поршни вверх-вниз внутри цилиндров. Поршни соединяются с коленвалом, и их линейное движение преобразуется в круговое движение, которое необходимо для вращения колес.
 
Как дизельный, так и бензиновый типы двигателей преобразуют топливо в энергию посредством серии взрывов или сгораний. Основное различие дизельных и бензиновых двигателей состоит в том, как происходят эти взрывы. В бензиновых двигателях подаваемая смесь топлива и воздуха сжимается во время хода поршня и воспламеняется искрой свечи. В дизельном же двигателе сначала происходит сжатие воздуха, затем происходит подача топлива. Нагреваемый при сжатии воздух воспламеняет топливо.
 
Ниже представлена анимация, наглядно демонстрирующая цикл дизеля. Сравните с анимацией цикла бензинового двигателя для того, чтобы увидеть основные различия.
 
В дизельном двигателе, как и в бензиновом, используется четырехтактный цикл сгорания топлива. Четыре такта работы:
 
Такт впуска — Впускной клапан открывается, происходит впуск воздуха и движение поршня вниз. ­
Такт сжатия — Поршень движется вверх, сжимая воздух.
Рабочий такт — Как только поршень достигает верхней точки, происходит впуск и возгорание топлива, при этом поршень движется вниз.
Такт выпуска — Поршень снова движется вверх, выталкивая продукты сгорания через выпускной клапан.
 
Необходимо помнить, что в дизельных двигателях не используются свечи зажигания, т.к. происходит впуск и сжатие воздуха, затем впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания (прямой впрыск). В дизельном двигателе возгорание топлива происходит за счет тепла сжатого воздуха. В следующем разделе статьи представлен процесс впрыска дизельного топлива.
 

Система впрыска дизельного топлива
 
Существенным различием между дизельным и бензиновым двигателем является процесс впрыска топлива. В большинстве автомобильных двигателей используется впрыск во впускные каналы или карбюратор. При впрыске во впускные каналы, топливо поступает до начала такта впуска (вне цилиндра). В карбюраторе происходит смешивание воздуха и топлива до их попадания в цилиндр. Следовательно, в бензиновом двигателе топливо поступает в цилиндр в течение такта впуска, затем происходит сжатие. Степень сжатия смеси топливо-воздух определяет компрессию двигателя – если воздух слишком сильно сжать, смесь топливо-воздух самопроизвольно воспламеняется, вызывая детонацию. При этом происходит резкое повышение температуры, что может привести к повреждениям двигателя.
 
В дизельных двигателях используется система прямого впрыска топлива — дизельное топливо поступает непосредственно в цилиндр.
 
Дизельная форсунка является наиболее сложной деталью двигателя, которая претерпела многочисленные изменения. Расположение форсунки зависит от конкретного двигателя. Форсунка должна противостоять высокой температуре и давлению внутри цилиндра, распыляя при этом топливо. Равномерное распределение распыленного топлива в цилиндре также представляет собой сложную задачу, для этого на некоторых дизельных двигателях устанавливаются впускные клапаны, камеры предварительного сгорания и другие устройства, способствующие образованию вихревого потока воздуха для улучшения процесса сгорания топлива.
 
В некоторых дизельных двигателях используются свечи накаливания. В холодном двигателе процесс сжатия воздуха не всегда может обеспечить температуру, необходимую для воспламенения топлива. Свеча накаливания представляет собой электрически нагреваемую проволоку (аналогичные проволоки используются в тостерах), которая повышает температуру камеры сгорания, что способствует запуску даже холодного двигателя. По словам высококвалифицированного специалиста по тяжелому оборудованию Клэя Бротертора:
 
Все функции современных дизельных двигателей контролируются электронной системой управления, которая представляет собой блок датчиков для измерения всех показателей, от оборотов двигателя, температуры масла и охлаждающей жидкости до точного положения поршня (верхней мертвой точки). Свечи накаливания редко используются в больших двигателях. Электронная система управления отслеживает температуру окружающего воздуха, задерживая запуск двигателя в холодную погоду. При этом впрыск топлива происходит позже, чем обычно. Воздух в цилиндре сжимается сильнее, создавая больше тепла, что способствует запуску.
В небольших двигателях и двигателях без сложной электронной системы управления используются свечи накаливания для решения проблемы холодного запуска.
 
Необходимо помнить, что механическая конструкция не является единственным отличием дизельного двигателя от бензинового. Само топливо также отличается.
 
 

Дизельное топливо
 
Сырая нефть является естественным природным образованием. В процессе переработки нефти может быть получено несколько видов топлива, включая бензин, авиационное топливо, керосин и, конечно же, дизель.
 
Если сравнить бензиновое и дизельное топливо, можно легко найти отличия. Они имеют разный запах. Дизельное топливо более тяжелое и маслянистое. Дизель испаряется значительно медленнее бензина – его точка кипения значительно выше, чем у воды. Дизель напоминает жидкое масло.
 
Испарение дизеля происходит медленнее, т.к. он тяжелее. Он содержит больше атомов углерода в более длинных цепочках, чем бензин (цепочка бензина C9h30, тогда как у дизеля уже C14h40). Для производства дизеля требуется меньше очистки, поэтому он дешевле бензина. Однако с 2004г. спрос на дизельное топливо увеличился по нескольким причинам, включая активное развитие промышленности и строительства в Китае и США [Источник: Управление по энергетической информации министерства энергетики США].
 
Энергетическая плотность дизеля значительно выше, чем у бензина. В среднем, 1 галлон (3,8 л) дизельного топлива содержит 155×10⁶ Дж (147000 БТЕ), в то время как 1 галлон бензина содержит123×10⁶ Дж (125000 БТЕ).

Энергетическая плотность и эффективность дизельных двигателей объясняют экономный расход топлива, по сравнению с аналогичными бензиновыми двигателями.
 
Дизельное топливо используется в различных сферах деятельности. Помимо грузовиков, несущихся по шоссе, оно также незаменимо в лодках, автобусах, поездах, кранах, фермерском хозяйстве, автомобилях аварийно-спасательных служб и силовых генераторах. Дизель настолько важен для экономики, что без него промышленность и сельское хозяйство мгновенно пострадали бы из-за больших инвестиций в альтернативное топливо с низкой мощностью и эффективностью. Около 94 % грузоперевозок в поездах, фурах и на кораблях зависят от дизеля.
 
Что касается вопросов экологии, у дизельного топлива есть свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ следует отметить тот факт, что дизель выпускает незначительное количество угарного, углекислого газов и углеводородов, которые способствуют глобальному потеплению. К недостаткам можно отнести высокое количество выделяемых азотных соединений и сажи, которые становятся причиной кислотных дождей, смога и плохого самочувствия. На следующей странице представлена информация о последних разработках по устранению недостатков дизеля.
 

Улучшение качества дизельного топлива и Биодизель
 
Во время нефтяного кризиса 1970-х гг., автомобильные компании Европы начали рекламировать дизельные двигатели для коммерческого транспорта как альтернативу бензиновым. Те, кто попробовал перейти на дизельные двигатели, были разочарованы — двигатели работали очень громко, возвращаясь домой, водители обнаруживали, что автомобили полностью покрыты сажей, из-за которой в крупных городах образовывался смог.
 
Однако за последние 30-40 лет были значительно улучшены показатели двигателей и чистота топлива. Прямой впрыск топлива контролируется сложными компьютерами, благодаря чему увеличивается КПД двигателей, снижается количество вредных выбросов. Высокоочищенный дизель, такой как топливо со сверхнизким содержанием серы, позволяет уменьшить количество вредных выбросов и выйти на уровень экологически чистого топлива. Среди других технологий следует отметить сажеуловитель с постоянной регенерацией, в котором используются фильтры и каталитический нейтрализатор отработавших газов. Происходит сжигание сажи и снижение выбросов угарного газа и углеводородов до 90% [Источник: Форум дизельных технологий]. Благодаря постоянному ужесточению экологических стандартов топлива, Европейских Союз подталкивает автомобильную промышленность к решению вопроса снижения выбросов. 
 
Скорее всего, все слышали о биодизеле. Отличается ли он от обычного дизеля? Биодизель является альтернативным топливом или присадкой для дизельных двигателей, использование которых не предполагает значительных изменений конструкции двигателя. Биодизель не является продуктом переработки нефти, он получается из растительных масел или животных жиров после химического изменения. (Интересный факт: Рудольф Дизель изначально планировал использования масла семян овощей в качестве топлива для своего изобретения.) Биодизель добавляют в обычный дизель или используют в качестве отдельного топлива. 
 
 

7 правил правильной эксплуатации дизельного двигателя

Правило 1

Покупайте моторное масло рекомендованное авто-производителем. Важно! Характеристики масла для турбодизелей отличаются от масел, используемых в атмосферном ДВС. Это связано с тем, что в турбодизеле масло при высоких температурах подвергается значительно большим нагрузкам.

Избегайте также менять марку масла и его вязкость.

Правило 2

Не допускайте низкого уровня масла в вашем дизельном двигателе с турбокомпрессором (ТКР)! Последствие масляного «голодания» ДВС – смазка не будет поступать в необходимом объеме к подшипникам ТКР, которые будут быстро изнашиваться и выходить из строя. Постоянно проверяйте уровень моторного масла, и вы сможете избежать этих проблем.

Правило 3

Забудьте минут на 5 о педали газа после запуска дизельного двигателя с ТКР! Перегазовка в момент, когда моторное масло еще не заполнило масляные каналы, приведет к быстрому износу турбокомпрессора – турбина пока работает почти «на сухую».

Совет: подержите ДВС после запуска несколько минут на холостом ходу. Двинувшись с места, подержите недолго обороты низкими. Увеличивать нагрузку надо постепенно.

Правило 4

Лучший режим работы для турбодизеля – средние обороты. Избегайте движения в течение продолжительного времени на низких/высоких оборотах. Баланс работы турбины будет нарушен, и она быстро выйдет из строя.

Важно! Запустить очистку системы турбонаддува ТКР можно при работе ДВС на самых высоких оборотах. Вам достаточно пару раз в неделю недолго погонять мотор в таком режиме. Очистка системы увеличит срок службы турбокомпрессора, однако долго держать высокие обороты турбодизеля нельзя!

Правило 5

Не выключайте двигатель сразу после завершения поездки! Дайте турбокомпрессору возможность охладиться при работе двигателя на холостых оборотах в пределах 5 минут.

Правило 6

Быстрая закоксовка (засорение продуктами горения) турбодизеля происходит при длительной работе мотора на холостых оборотах – этого допускать нельзя! Кроме того, на работоспособности деталей цилиндро-поршневой группы в таком режиме может сказаться попадание (подсос) масла в цилиндры.

Правило 7

Обязательное условие длительной и безаварийной работы турбодизеля – своевременное прохождение технического обслуживания. Интервал между ТО у дизельных двигателей с турбокомпрессором меньше, чем у обычных. Работа турбины под высокими нагрузками требует более частой замены масла и фильтров.

Хотите продлит в несколько раз срок службы своего турбодизеля и ТКР? Не забывайте следовать этим простым правилам!

Эксплуатация дизельного двигателя

Дизельные силовые агрегаты представляют собой принципиально иную конструкцию, нежели их бензиновые аналоги. Ключевое различие заключается в технологии приготовления и воспламенения горючего. Образование смеси производится в камере сгорания, а такт работы заключается во впрыскивании дозированной порции под огромным давлением, после чего она возгорается при контакте с разогретым воздухом. Такая технология позволяет избавиться от бензонасоса, свечей зажигания, высоковольтных проводов и остальных элементов, необходимых для бензиновых моторов.

Преимущества

Силовые агрегаты на дизельном топливе характеризуются рядом общих преимуществ.

• Экономичность. КПД таких моторов составляет 40% и может достигать 50% при наличии системы наддува.
• Мощность. При эксплуатации дизельных двигателей с турбиной не наблюдается классической ярко выраженной турбоямы, а весь крутящий момент становится доступен практически с самых низких оборотов.
• Надежность. Пробег дизельных силовых агрегатов составляет до 700 000 км.
• Экологичность. Использование технологии EGR и значительно меньший объем СО в выхлопных газах позволяют существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Заправка

Одной из особенностей эксплуатации дизельных двигателей любого типа является придирчивое внимание к качеству топлива. Специалисты советуют проверять самостоятельно даже горючее с брендовых заправок.

Главный враг дизельной установки — это наличие воды в смеси, которая способна спровоцировать коррозию в топливной аппаратуре. Во избежание этого рекомендуется не заправлять горючее сразу в бак, а набрать его в канистры и дать отстояться, чтобы возможный осадок и примеси успели опуститься на дно.

Простым способом проверить смесь на наличие воды является добавление кристаллов марганцовки в пробную порцию, набранную в прозрачную посуду. При наличии воды вокруг них сразу же образуются окрашенные разводы.

Еще одним важным критерием является абсолютная прозрачность смеси. Любое помутнение, особенно — в зимний период, может означать начальную стадию кристаллизации парафина, легко забивающего топливные фильтры.

Обслуживание

Специфика эксплуатации дизельных двигателей подразумевает скрупулезное выполнение всех требований производителя, любое нарушение которых в итоге может привести к необходимости дорогостоящего ремонта. К числу рекомендаций, общих для всех силовых установок данного типа, относятся:

• Своевременная замена и контроль качества масла. Специалисты советуют проводить данную процедуру даже чаще прописанного в мануале межсервисного интервала. Эта рекомендация связана с нестабильными характеристиками сернистости российского дизтоплива. В качестве условного интервала можно ориентироваться на пробег в 7000км ?7500 км.
• Своевременная замена ремня ГРМ. В этом случае рекомендуется руководствоваться тем же принципом, что и при замене масла. У многих моторов допустимый пробег ремня достигает 100000 км, однако необходимо учитывать, что речь идет о практически стерильных условиях, принципиально недостижимых на отечественных дорогах. Обрыв износившегося раньше срока ремня всегда означает разрушение головки блока, ремонт или замена которой обходятся в значительную сумму.
• Контроль чистоты топливной системы. Замену фильтра рекомендуется проводить не реже чем в 10 000 км, а из самого фильтра — регулярно сливать накапливающийся в отстойнике осадок. Топливный бак желательно промывать дважды в год, снимая его с автомобиля. Несоблюдение этих требований может привести к выходу из строя форсунок и топливного насоса.

Особенности езды

Прогрев и остановка мотора. Вопрос езды «на холодную» является дискуссионным. Эксплуатация дизельных двигателей допускает такую возможность, однако стоит учитывать, что тепловые зазоры в этот момент увеличены, а охладившееся масло, наоборот, частично утрачивает смазывающие свойства, что в сочетании приводит к повышенному износу деталей. Оптимальным решением будет движение на скорости до 40 км/ч при включенной 3 или 2 передаче. Глушить не турбированный двигатель можно сразу же, а мотору, снабженному системой наддува, необходимо предоставить возможность поработать без нагрузки, чтобы подшипники успели остыть и не покрылись лаковой пленкой.

Оптимальные обороты. Силовые агрегаты данного типа относятся к низкооборотистым. Привычка «крутить» мотор выше 3 500 об/мин — 4 000 об/мин приводит к ускорению износа цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма. Оптимальным диапазоном для таких двигателей является, в зависимости от модели, промежуток от 1600 об/мин до 3200 об/мин.

Специфика воздушного фильтра. Дизельные агрегаты не снабжаются дросселированием на впуске, что в сочетании с малым объемом камеры сгорания и высокими втягивающими свойствами провоцирует гидроудар при попадании в фильтр даже минимального количества воды.

Отказ от запуска «с тяги». Корректно работающий силовой агрегат штатно заводится при температуре окружающей среды до ?20°С. При затрудненном запуске категорически запрещается пытаться «дернуть» автомобиль, так как при этом может пострадать привод ГРМ. Кроме того, несовпадение температурного допуска горючего и температуры за бортом приводит к кристаллизации парафина и утрате топливом требуемой текучести. В таком случае попытка завести мотор на буксире приведет к сухому трению и повреждению деталей силового агрегата.

Эксплуатация зимой

Эксплуатация дизельных двигателей на холоде усложняется необходимостью использовать соответствующее топливо при понижении температуры до 20°С и более («зимнее» и «арктическое» соответственно). Особого внимания при этом требует состояние форсунок и ТНВД. В это время специалисты советуют оставлять автомобиль на ночь в теплом гараже, чтобы избежать кристаллизации парафинов в горючей смеси. В случае эксплуатации дизельного двигателя, оснащенного турбиной, весьма пригодится наличие турботаймера, который позволит выдерживать необходимые для прогрева и остывания интервалы.

Советы по ремонту

Попытка сэкономить на запчастях или обслуживании при эксплуатации дизельного двигателя может привести к необходимости его дорогостоящего ремонта. В силу значительных нагрузок к качеству комплектующих данного типа силовых установок предъявляются жесткие требования.

Использование дешевых свечей, цепей и иных комплектующих может превратиться в бессмысленную трату денег, так как детали будут выходить из строя в кратчайшие сроки.

Аналогичный принцип актуален и для самого сервиса, в котором проводятся ремонтные работы. Привлечение неквалифицированных механиков может закончиться потерей времени, денег и даже новыми повреждениями мотора.

Ремонт дизелей требует строгого соблюдения регламента работ и наличия профессиональных знаний и оборудования у исполнителей.

Современные дизельные двигатели зарекомендовали себя с положительной стороны, однако сложная конструкция и требовательность таких моделей требует квалифицированного сервисного обслуживания.

Дизельный центр «Diesel-PRO» является представителем крупнейших торговых марок автокомпонентов, а также предлагает услуги по регулировке и ремонту топливной аппаратуры отечественного и иностранного производства. Подобрать нужный дизельный двигатель, а также ознакомиться с характеристики и фото товаров вы можете в каталоге на сайте компании.

Тестируем подержанный дизель перед покупкой.

Однако в большинстве случаев автомобиль выбирается все же именно как средство передвижения, при этом — надежное средство, не требующее дополнительных значительных финансовых и временных вложений. 

Для того чтобы новоприобретение впоследствии вас не разочаровало, важно избежать всех «подводных камней» — скрытых дефектов, присущих конкретной машине, заинтересовавшей вас на авторынке. 

В противном случае вместо того, чтобы в полной мере пользоваться достоинствами дизеля, вы получите неприятный комплект его недостатков — все то, чем «болеют» неисправные, изношенные дизельные моторы — плохой запуск, 
повышенную дымность, увеличенный топливный расход. 

Первое, что необходимо сделать — еще до похода на авторынок — четко определиться с тем, какие характеристики двигателя для вас имеют наибольшее значение. К сожалению, большинство силовых агрегатов не может одновременно быть мощными, надежными, экономичными, обладать хорошей ремонтопригодностью… Как ни прискорбно, придется искать компромиссы. 

Небольшие двигатели (устанавливаемые на небольшие же автомобили), в целом отличаются хорошей топливной экономичностью, вместе с тем они менее надежны, менее долговечны и отличаются более скромными мощностными характеристиками в сравнении со «старшими собратьями». 

Большой рабочий объем силового агрегата, как свидетельствуют статистические выкладки, обеспечивает оному и больший уровень надежности. 

Нетурбированные моторы, в сравнении с турбированными конструкциями, более надежны, долговечны и при этом обладают лучшими показателями по уровню экономии топлива. 

Двигатели, дополненные турбиной, в свою очередь, хоть и менее надежны и отличаются особым «аппетитом», наилучшим образом подходят тем, кто на первое место ставит характеристику мощности. 

Присмотрев на авторынке машину, которая наиболее соответствует вашим желаниям и возможностям, необходимо внимательно изучить состояние ее силового агрегата. 

Вначале осматриваем неработающий двигатель — на предмет наличия (лучше, конечно — отсутствия) масляных потеков, следов от выброса охлаждающей жидкости, свидетельствующих о том, что мотор перегревался. 

Следы отпотевания масла на двигателе могут присутствовать (в незначительной степени). Крайне желательно, чтобы на сальниках они отсутствовали вовсе. 

Снимаем патрубок, который соединяет воздушный фильтр и впускной коллектор (в турбированных моделях — воздушный фильтр и турбину). Наличие большого количества масла в патрубке в лучшем случае свидетельствует о серьезной степени загрязнения воздушного фильтра или системы отвода картерных газов, в худшем — является следствием сильного износа цилиндропоршневой группы. 

Запускаем двигатель. Если «на горячую» он запустился не с полуоборота, то это следует воспринимать как свидетельство некоего скрытого дефекта. Произвести проверку необходимо несколько раз, с разными интервалами между запусками. При этом не нужно нажимать на педаль газа и прогревать свечи — в этом нет никакой необходимости. Если же на таких действиях настаивает продавец, то он сознательно пытается скрыть от вас наличие дефекта в силовом агрегате. 

Обращаем внимание на выхлоп при запуске двигателя. На холостых оборотах на горячем двигателе дыма быть не должно. Допускается лишь небольшой выброс дыма при запуске. 

Небольшое постукивание в моторе («перекатывающиеся камешки») — для дизелей норма, а вот стуки, выделяющиеся из общего ритма, должны вас насторожить — особенно если при повышении оборотов они сохраняются. 

Плавно повышаем обороты. С холостых постепенно переходим к значению в три с половиной — четыре тысячи оборотов в минуту, наблюдая за мотором — он не должен дергаться и трястись. 

Снова проделываем эту же операцию, оценивая цвет выхлопа. Если при увеличении оборотов появляется рваный сизый дым, то это свидетельствует либо о позднем зажигании, либо о других дефектах в моторе. 

Резко нажимаем на педаль газа и снова наблюдаем за двигателем и выхлопом. Если силовой агрегат трясется, а из выхлопной трубы идет рваный сизый дым, то на тех оборотах, на которых это происходит, будет происходить существенная потеря мощности. 

Если же имеются стуки или из выхлопной трубы валит черный дым, такой автомобиль лучше вычеркнуть из своего списка. 

Если все в порядке, продолжаем осмотр. Компрессию в двигателе необходимо проверять на сервисе (приемлемое значение — 36 атмосфер, допустимое — не менее 31, разброс значений по цилиндрам — не более двух атмосфер). Однако предварительно ее можно оценить на месте. Осторожно откручиваем — при работающем на холостых оборотах двигателе — крышку маслоналивной горловины. Если после этого при попытке положить крышку на отверстие ее отбрасывает газовым потоком — это однозначно плохой признак. 

Впрочем, если этого не происходит — это не гарантирует отсутствие проблем с компрессией. Диагностику необходимо проводить на сервисной станции — к тому же там можно будет проверить давление масла в масляной магистрали на горячем моторе на холостых оборотах. (Приемлемое значение — не менее одной атмосферы, для турбированных силовых агрегатов — не менее полутора атмосфер. Показания снимаются при помощи механического манометра). 

Даем двигателю остыть (хотя бы до 50?C), открываем крышку радиатора, доливаем охлаждающей жидкости до края, закрываем. Затем двигатель необходимо завести, и после того как термостат откроется, посмотреть (при работающем моторе), не выходят ли пузырьки воздуха из радиатора. Если это имеет место, то негерметичны либо головка блока, либо прокладка, либо сам блок. 

Проверка запуска силового агрегата «на холодную» подразумевает — в идеале — его запуск при той температуре, при которой он будет эксплуатироваться зимой (таким образом, летом все возможные дефекты выявить этим способом не удастся, но все же пренебрегать им не стоит и в теплое время года). 

Если мотор запустился так же быстро, как и «на горячую», то все в порядке как с компрессией, так и с работой системы холодного запуска, свечей накаливания, аккумулятора, стартера. 

На холостых оборотах силовой агрегат должен работать без перебоев. Допускается несколько более жесткая его работа в «холодном» режиме — причиной могут быть как особые системы холодного запуска, которыми оснащаются некоторые ТНВД (они «сознательно» сдвигают угол опережения впрыска дизтоплива в условиях низких температур с целью улучшения запуска мотора). 

Естественно, без испытаний работы двигателя в реальных дорожных условиях не обойтись. Только воссоздав на практике все возможные режимы работы силового агрегата, можно будет понять, насколько он исправен. 

Испытания в предельных режимах, разумеется, должны продолжаться в течение нескольких секунд — этого будет достаточно для «диагностирования» возможных проблем, и не приведет к их созданию. 

Для того чтобы проверить исправность регулятора ТНВД, необходимо резко нажать и отпустить педаль газа. Если двигатель быстро вернулся на холостые обороты — все в порядке. Если медленно — и при этом из выхлопной трубы в режиме снижения оборотов продолжает идти сизый дым — неисправна турбина или мотор. Если дыма нет, но на холостые силовой агрегат возвращается медленно — неисправен регулятор ТНВД. 

Если не выявлено посторонних стуков в моторе, превышающего показатели нормы нагревания, значительного дымления, падения мощности в тех или иных режимах движения — это хороший признак.

Условия работы дизельного двигателя | Дизельный двигатель

Условия работы дизельного двигателя основаны на различных соотношениях, которые являются типичными для следующих процессов.

В дизельном двигателе топливо впрыскивается непосредственно в сильно сжатый горячий воздух, результатом чего будет самовоспламенение топлива. Таким образом, дизельный двигатель не связан с ограничениями по зажиганию подобно двигателю с искровым зажиганием (бензиновый двигатель). Поэтому, считая, что количество воздуха в камере сгорания остается постоянным, то необходимо будет регулировать только количество топлива.

Система впрыска топлива имеет, таким образом, решающее значение для работы двигателя. При всех оборотах и нагру нагрузках система отвечает за дозировку топлива и за его равномерное распределение при подаче. В дополнение к этому нужно принимать во внимание давление и температуру поступающего воздуха.

Таким образом, в каждый момент времени при работе двигателя требуется следующее:

• правильное количество впрыскиваемого топлива;
• правильный момент впрыска;
• правильное давление впрыска;
• правильная временная последовательность;
• правильное расположение точки в камере сгорания.

В дополнение к требованиям по оптимальному смесеобразованию, для дозировки необходимо принимать во внимание такие рабочие ограничения для конкретного двигателя и конкретного автомобиля, которые перечислены ниже:

• ограничение по дымности;
• ограничение по давлению сгорания;
• ограничение по температуре выхлопных газов;
• ограничения по оборотам двигателя и крутящему моменту;
• ограничения для конкретного автомобиля и нагрузок.

Ограничение по дымности

Так как значительная часть процесса смесеобразования имеет место при сгорании, то происходит локальное переобогащение и увеличение черного дыма в выхлопе, которое происходит даже при умеренном избытке воздуха. Соотношение «воздух-топливо», которое приводит к выбросам дыма, находящимся у разрешенного предела, является критерием того, насколько качественно используется воздух. Двигатели с предкамерой работают при ограничении по дымности с избытком воздуха в 10 — 25%, тогда как двигатели с непосредственным впрыском имеют избыток воздуха в 40 — 50%.

Ограничение по давлению сгорания

У дизельных двигателей из-за того, что испаренное топливо, смешанное с воздухом, сгорает резко при сильном сжатии в процессе воспламенения, будем говорить о «жестком» или «шумном» сгорании. Высокие пиковые давления, которые будут результатом этого, требует довольно крепких двигателей. Усилия, которые образуются при сгорании, становятся причиной периодически изменяющейся нагрузки на детали двигателя и на основе их размеров и срока службы эти детали накладывают ограничения на давление при сгорании.

Ограничение по температуре выхлопных газов

Ограничение по температуре выхлопных газов дизельного двигателя определяется по высоким термическим нагрузкам деталей двигателя, окружающим горячую камеру сгорания, по тепловому сопротивлению выхлопной системы и по температурной зависимости концентрации токсичных веществ в выхлопных газах.

Ограничение по оборотам двигателя

Подача избыточного воздуха в дизельном двигателе и регулирование количества топлива уже производятся с учетом того, что при постоянном числе оборотов мощность двигателя зависит лишь от количества впрыскиваемого топлива. Если топливо подается в дизельный двигатель без соответствующего уменьшения крутящего момента, то обороты двигателя возрастут. Если количество впрыскиваемого топлива не уменьшится до того, как будут достигнуты критические обороты двигателя, то двигатель «перекрутиться» и может выйти из строя. В связи с этим для дизельных двигателей абсолютно необходимо ограничение оборотов или их регулирование. Когда дизельный двигатель используется как привод какого-либо механизма, обуславливается определенное число оборотов, которое поддерживается постоянным или остается в допустимых пределах независимо от нагрузки.

Когда дизельный двигатель используется на автомобиле, то водитель должен иметь возможность, пользуясь педалью акселератора («газа»), выбирать желаемую скорость, причем обороты двигателя не должны упасть ниже предела холостого хода во избежание остановки при отпускании педали. Поэтому мы сделаем различие между регуляторами с изменяемым числом оборотов и регуляторами минимального и максимального числа оборотов в качестве систем управления.

Принимая во внимание все специфические требования, можно определить характерные кривые (графики) для рабочего диапазона двигателя. Эти графики показывают количество впрыскиваемого топлива как функцию числа оборотов и нагрузки, а также компенсации требуемой температуры и давления воздуха. Количество впрыскиваемого топлива соответствует средней потребности всех цилиндров и среднему количеству при определенном числе оборотов.

Рис. 1. Количество впрыскиваемого топлива; 2. Обороты двигателя; 3. Запуск; 4. Холостой ход; 5. Полная нагрузка; 6. Двигатель с турбонаддувом; 7. Контроль крутящего момента; 8. Двигатель без наддува; 9. Коррекция атмосферного давления; 10. Температурная компенсация; 11. Регулирование оборотов.

Как показывает следующий пример, конкретные рабочие условия предъявляют высокие требования к точности работы системы впрыска. Количество топлива при полной нагрузке для 4-цилин-дрового 4-тактного двигателя с мощностью 75 кВт и удельным расходом топлива в 200 г/кВт ч делает необходимым общий расход топлива в 15 кг/час. Это эквивалентно 288000 ходам впрыска за 1 час для 4-тактного двигателя, работающего при 2400 об/мин.

Переходя к одному ходу впрыска, это будет означать количество топлива в 59 мм3 за один ход впрыска. По сравнению с этим примером, дождевая капля имеет объем примерно в 30 мм3. Система впрыска топлива должна обеспечить такую точную дозировку для одного цилиндра и для однородного распределения в отдельном цилиндре в многоцилиндровом двигателе.

Удельный расход топлива

Рис. Удельный расход топлива:
1. Бензиновый двигатель. Дизельный двигатель: 2. Предкамера/вихревая камера; 3. Непосредственный впрыск; За. Турбонаддув; Зв. Достижимая возможность; 4. Удельный расход топлива; 5. г/кВт; 6. Число оборотов: 2500-3000 об/мин; 7. Среднее давление; 8. Бар.

Теоретически определенное количество впрыскиваемого топлива служит в качестве исходной величины для конструирования системы впрыска. Характеристика полной нагрузки ограничивается путем ограничения по дымности двигателя в диапазоне более низких оборотов и путем допустимой температуры выхлопных газов или деталей в диапазоне более высоких оборотов. Действительно требуемые количества топлива определяются на двигателе в соответствии с эмпирическими величинами. Системы обычно конструируются в предположении высоты на уровне моря, т.е. величины мощности уменьшаются до этого уровня: если двигатель работает на высоте, превышающей уровень моря, то количество топлива должно быть скорректировано в соответствии с барометрической формулой, известной из физики. Уменьшение плотности воздуха на 7% на каждые 1000 м высоты используется как исходная величина.

Однако, в противоположность удельному расходу топлива, который определяется на теплом двигателе при постоянных условиях проверки, лишь расход топлива в движении обеспечит величины, используемые на практике.

Автомобили, в частности, работают главным образом на коротких расстояниях с частыми запусками холодного двигателя и в диапазоне низких оборотов. Необходимое обогащение на холодном двигателе приведет к явным различиям в расходе топлива.

Сравнительный расход топлива после запуска холодного двигателя (10 ° С )

Рис. Сравнительный расход топлива после запуска холодного двигателя (10 ° С ):
1. Бензиновый двигатель 1,1л-37кВт; 2. Дизельный двигатель 1,5л-37 кВт; 3. Расход топлива, л; 4. Пройденное расстояние, км.

Как работает дизельный двигатель

Традиционно, дизельные двигатели всегда считались шумными, вонючими и андерпауэред двигатели мало пользы, кроме грузовиков, такси и фургонов. Но, как дизельные двигатели и их система впрыска стали более совершенными, В 80-е годы эта ситуация изменилась. В Великобритании в 1985 г. было почти Продано 65000 дизельных автомобилей (около 3,5% от общего количества проданных автомобилей), по сравнению с 5380 в 1980 году.

Двигатель воспламенения от сжатия

Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми двигателями является их более низкая эксплуатационные расходы. Отчасти это связано с большей эффективностью высоких степень сжатия дизельный двигатель и отчасти из-за более низкой цены на дизель топливо — хотя разница в цене варьируется, поэтому преимущество использования дизельный автомобиль будет немного дешевле, если вы живете в районе с дорогими дизельное топливо Межсервисные интервалы также часто бывают длиннее, но многие дизельные модели требуют более частой замены масла, чем их бензиновые аналоги.

Повышение мощности

Как работают дизельные двигатели

Индукция

Сжатие

Зажигание

Выхлоп

Дизельный двигатель работает иначе, чем бензиновый, даже если они имеют общие основные компоненты, и оба работают на четырехтактном цикл , Главный различия заключаются в способе воспламенения топлива и в том, как регулируется.

В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от искра ,В дизеле двигатель, зажигание достигается компрессия только воздуха. Типичное сжатие соотношение для дизельного двигателя это 20: 1 по сравнению с 9: 1 для бензинового двигателя. При таком сильном сжатии воздух нагревается до температуры, достаточно высокой, чтобы воспламенять топливо самопроизвольно, без искры и, следовательно, система зажигания.

Бензиновый двигатель всасывает переменное количество воздуха на одно всасывание инсульт , то точное количество в зависимости от открытия дроссельной заслонки. С другой стороны, дизельный двигатель рука всегда втягивает одинаковое количество воздуха (при каждой частоте вращения двигателя) через нерегулируемый впускной тракт, который открывается и закрывается только впуском клапан (нет ни карбюратор ни дроссельной заслонки).

Когда поршень достигает эффективного конца своего индукционный ход, вход клапан закрывается. Поршень, приводимый в движение силой других поршней и импульс маховик , поднимается на вершину цилиндр , сжимая воздух примерно в двадцатую часть своего первоначального объем ,

Когда поршень достигает максимума своего хода, точно отмеренное количество дизельное топливо впрыскивается в камера сгорания , Тепло от сжатия немедленно поджигает топливно-воздушную смесь, вызывая ее возгорание и расширение.это сил поршень вниз, поворачивая коленчатый вал ,

По мере продвижения поршня вверх цилиндр на ход выпуска , выпускной клапан открывается и позволяет сгоревшим и расширенным газам проходить по выхлопная труба , В конце такта выпуска цилиндр готов к новому обвинение из воздух.

Конструкция двигателя

Основные компоненты дизельного двигателя похожи на компоненты бензинового двигателя. и выполнять ту же работу. Однако деталей дизельного двигателя приходится производить много сильнее, чем их аналоги с бензиновым двигателем, из-за гораздо более высоких нагрузок участвует.

Стены дизеля блокировка двигателя обычно намного толще блока разработан для бензинового двигателя, и у них есть больше перемычек, чтобы обеспечить дополнительные прочность и поглощение стрессов. Помимо большей прочности, сверхмощный block также может более эффективно снижать шум.

Поршни, шатуны , коленчатые валы и подшипник шапки должны быть сделаны сильнее своих собратьев с бензиновым двигателем. крышка цилиндра дизайн должен сильно отличаться из-за топливные форсунки а также из-за формы своего сгорание и вихревые камеры.

впрыскивание

Прямой впрыск

Для любого двигатель внутреннего сгорания для бесперебойной и эффективной работы топливо и воздух необходимо тщательно перемешать.Проблемы смешения топлива и воздуха являются особенно хорош в дизельном двигателе, где воздух и топливо вводятся на разное время в течение цикла и должны перемешиваться внутри цилиндров.

Существует два основных подхода: прямой и непрямой впрыск. Традиционно использовалась непрямая инъекция, потому что это самый простой способ введения турбулентность так что впрыскиваемый топливный спрей хорошо смешивается с сжатый воздух в камере сгорания.

В двигателе с непрямым впрыском имеется небольшая спиральная вихревая камера (также называется камерой предварительного сгорания), в которую инжектор впрыскивает топливо прежде, чем он достигнет самой основной камеры сгорания.Вихревая камера создает турбулентность в топливе, чтобы оно лучше смешивалось с воздухом при горении камера.

Недостатком этой системы является то, что вихревая камера эффективно становится часть камеры сгорания. Это означает, что камера сгорания как в целом имеет неправильную форму, что вызывает проблемы с горением и затрудняет эффективность.

Прямой впрыск

Непрямой впрыск

Двигатель с прямым впрыском не имеет вихревой камеры, в которую подается топливо. впрыскивается — топливо попадает прямо в камеру сгорания. Инженеры должны очень внимательно относиться к конструкции камеры сгорания. в головке поршня, чтобы обеспечить достаточную турбулентность.

Контроль скорости

Свечи накаливания

Дизельный двигатель не дросселируется, как бензиновый двигатель, поэтому количество воздуха всасывается при любой конкретной частоте вращения двигателя всегда одинаково.Обороты двигателя регулируется исключительно количеством топлива, впрыснутого в камеру сгорания — чем больше топлива в камере, тем интенсивнее сгорание и производится.

ускоритель педаль соединена с дозатором двигателя система впрыска, а не дроссельная заслонка, как на бензине двигатель.

Для остановки дизельного двигателя по-прежнему необходимо выключить ключ зажигания, но чем отсечение искр, это закрывает электрический соленоид что отсекает подача топлива на форсунку насос узла учета и распределения топлива.В этом случае двигателю необходимо использовать небольшое количество топлива, прежде чем он начнет работать. привал. На самом деле дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые. потому что гораздо более сильное сжатие оказывает большее замедляющее действие на двигатель.

Запуск дизеля

Как и в случае с бензиновыми двигателями, дизельные двигатели запускаются поворотом электрический двигатель , с которого начинается воспламенение от сжатия цикл. Когда холодно, однако дизельные двигатели сложно запустить просто потому, что.сжатие воздух не приводит к температуре, достаточно высокой для воспламенения топлива.

Чтобы обойти проблему, производители поместиться свечи накаливания , Это маленькие электронагреватели, питаемые от автомобильной аккумулятор , которые включены несколько секунд перед попыткой запуска двигателя.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. это немного менее очищенный, что приводит к более тяжелому, более вязкому и менее летучий жидкость ,Эти физические характеристики часто приводят к тому, что именуется «дизельное топливо» или «мазут». На дизельных насосах в гараже привокзалы его часто называют «дерв», сокращенно от «дорога с дизельным двигателем». транспортные средства.

Дизельное топливо может немного затвердеть или даже затвердеть на очень холоде. Погода. Это усугубляется тем фактом, что он может поглощать очень маленькие количество воды, которая может замерзнуть. Все виды топлива поглощают крошечные количества вода из атмосферы и утечка в подземные резервуары довольно часто.Дизельное топливо может выдерживать содержание воды до 50 или 60 частей на миллион без проблем — чтобы представить это в перспективе, это примерно четверть кружки воды на каждые десять галлонов топлива.

Замерзание или восковая депиляция могут блокировать топливопроводы и форсунки и предотвратить двигатель не работает. Вот почему в очень холодную погоду вы будете время от времени можно увидеть людей, играющих в паяльные лампы на топливных магистралях грузовиков.

Как работают дизельные двигатели?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 июля 2020 г.

Вы когда-нибудь с изумлением смотрели, как гигантский грузовик медленно ползет в гору? Возможно нет! Такое случается каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит — как огромная, тяжелая нагрузка систематически поднимается против подавляющей силы гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) — и вы можете согласиться то, что вы видите, весьма примечательно.Дизельные двигатели — это сила наших самых больших машин — грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они похожи на обычные бензиновые (бензиновые) двигатели, но вырабатывают больше мощности, более эффективно, работая несколько иначе. Возьмем пристальный взгляд!

Фото: Дизельные двигатели (такие как в этом локомотиве) идеально подходят для буксировки тяжелых поездов. Это прекрасно сохранившийся (и отполированный!) Самолет British Rail Class 55 («Deltic»), номер 55022, он называется Royal Scots Grey и датируется 1960 годом.Вот фотография Дизельный двигатель Napier Deltic, которым он питается.

Что такое дизельный двигатель?

На фото: типичный дизельный двигатель (от пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга любезно предоставлено ВМС США.

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель является двигателем внутреннего сгорания. двигатель. Горение — это другое слово для обозначения горения и внутреннего означает внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания — это просто двигатель, в котором топливо сгорает внутри основной части двигателя (цилиндров) где производится энергия.Это сильно отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром локомотивы. В паровом двигателе большой пожар на одном конце бойлер, который нагревает воду для получения пара. Пар стекает долго трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает поршень вперед и назад для перемещения колес. Это внешний горение, потому что огонь находится вне цилиндра (действительно, обычно на расстоянии 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих баллонов.Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно исходить откуда производится в цилиндр: все происходит в одном место. Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии из тот же объем топлива).

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания, но в немного разными способами.В бензиновом двигателе топливо и воздух впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает) смеси, делающей его взрывоопасным, и небольшую электрическую искру от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться, генерирующая мощность, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленчатый вал и шестерни) крутит колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья о автомобильных двигателях.

Дизельные двигатели похожи, но попроще.Во-первых, воздух попадает в цилиндр и поршень сжимают его — но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжат примерно до десятой части исходного объема. Но в дизеле В двигателе воздух сжимается от 14 до 25 раз. [1] Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали накачку Чем дольше вы его использовали, тем горячее становится в ваших руках. Это потому что при сжатии газа выделяется тепло. Представьте себе, сколько тепла создается за счет нагнетания воздуха в 14-25 раз меньшее пространство, чем обычно занимает.Так много тепла, что воздух действительно горячий — обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда очень сильно горячее. Когда воздух сжимается, в него распыляется топливный туман. цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает как сложный аэрозоль жестяная банка. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от мощности водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух такой горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры подключи.Этот управляемый взрыв заставляет поршень выталкиваться из цилиндр, производящий мощность, которая приводит в движение транспортное средство или машину на котором установлен двигатель. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и процесс повторяется — сотни или тысячи раз минут!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Дизельные двигатели вдвое эффективнее бензиновых — около 40–45 процентов. в лучшем случае эффективен.[2] Проще говоря, это означает, что при том же количестве топлива вы можете пройти гораздо дальше. (или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин для этот. Во-первых, они сильнее сжимаются и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория работы тепловых двигателей, известное как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит от от высоких и низких температур, между которыми он работает. Дизельный двигатель, работающий через большую разницу температур (более высокая самая высокая температура или самая низкая низкая температура) более эффективна.Во-вторых, отсутствие системы зажигания свечи зажигания делает более простая конструкция, которая может легко сжимать воздух намного сильнее, и это делает топливо более горячим и полным, высвобождая больше энергии. Есть еще одна экономия на эффективности слишком. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам понадобится подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на более низкой мощности. Еще одним важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он состоит, имеют больше энергии, запирая атомы вместе (другими словами, дизель имеет более высокую удельную энергию, чем бензин).Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, так что дизельный двигатель, естественно, будет работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совершенно разные. Вы это узнаете, если вы когда-либо слышал ужасные истории о людях, которые заправили свою машину или грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель — это низкосортный, менее очищенный нефтепродукт, полученный из более тяжелых углеводороды (молекулы, состоящие из большего количества углерода и водорода атомов).Необработанные дизельные двигатели без сложной системы впрыска топлива Теоретически системы могут работать практически на любом углеводородном топливе, поэтому популярность биодизеля (вид биотоплива, производимого, среди прочего, вещи, отработанное растительное масло). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель успешно запускал свои первые двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель окажет людям услугу, освободив их от зависимость от топлива, такого как уголь и бензин, и централизованная источники энергии. [3] Если бы он только знал!

Фото: Смазка поедет: Джошуа и Кайя Тикелл, пара Защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine), чтобы сделать биодизельное топливо для своего фургона (прикрепленного спереди) из отработанного кулинарного масла, выбрасываемого ресторанами быстрого питания.Топливо стоит впечатляющих 0,80 доллара за галлон. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Достоинства и недостатки дизельных двигателей

Дизели — самые универсальные двигатели, работающие на топливе, которые широко используются сегодня. можно найти во всем: от поездов и кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, более эффективный и экономичный. Они также более безопасны, потому что дизельного топлива меньше летучий и его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей они особенно хороши для перемещать большие грузы на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовики, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что части дизельного двигателя должны выдерживать гораздо большие напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Поэтому дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему, надолго время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели обычно более надежны и служат намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: Дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Загрязнение одно из самых больших недостатков дизельных двигателей: они производят смесь загрязняющих веществ, включая оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и частицы сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья.Теоретически дизели более экономичны, поэтому они должны использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и меньше способствуют глобальному потеплению. На практике есть некоторые споры о том, правда ли это. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива. лишь немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно лучше выходят. Другое недавнее исследование показывает, что даже новые дизельные автомобили сильно загрязняют окружающую среду.Европейское агентство по окружающей среде, например, отмечает, что даже типичный «чистый» дизельный автомобиль соответствует нормам выбросов EURO 6, производит примерно в 10 раз больше азота оксидное загрязнение, как у сопоставимого бензинового автомобиля. [4] А как насчет выбросов CO2? По данным Британского общества производителей двигателей и трейдеры: «Автомобили с дизельным двигателем внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2. С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу». Дизельные двигатели, как правило, изначально стоят дороже, чем бензиновые, хотя их эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это.Даже в этом случае покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор продажи значительно упали. скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше загрязняют окружающую среду.

Нет никаких сомнений в том, что дизельные двигатели будут продолжать устанавливаться на тяжелых транспортных средствах — грузовиках, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы — все зависит от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный толчок к тому, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, и эти улучшенные бензиновые двигатели подрывают некоторые предполагаемые преимущества использования дизелей в автомобилях.В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться вытесненными и вовсе. Опять же сами дизели постоянно развиваются; В 2011 году Министерство энергетики США прогнозировало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться соперник в автомобилях меньшего размера на многие годы вперед, особенно если их выбросы сажи можно правильно решить.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Изображение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, как он изобразил в своем патенте 1895 года.Цилиндр (1) находится вверху. 2) «Плунжер» (как его называют дизель) прикреплен кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную скорость вращения двигателя (отключает подачу топлива, если двигатель работает слишком быстро, а затем снова включает ее, когда двигатель снова замедляется). Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542846: Рудольф Дизель, способ и устройство для преобразования тепла в работу.

Неудивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913). Вот вкратце история:

• 1861: французский инженер Альфонс Бо де Рош (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
• 1876: немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
• 1878: Шотландец Дугальд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
• 1880: 22 года, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру по холодильникам Карлу фон Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
• 1890: Дизель выясняет, как улучшить внутреннее сгорание двигатель, работающий при более высоких давлениях и температурах, которому не нужна свеча зажигания.
• 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы не дать другим получить от них прибыль.
• 1893: Дизель создает огромный стационарный двигатель, который работает целую минуту самостоятельно. власти, 17 февраля 1894 г.
• 1895: Патент на двигатель Дизеля получен в США 16 июля 1895 г.
• 1898: С помощью Дизеля был построен первый коммерческий двигатель. фабрика в Сент-Луисе, штат Миссури, США, авторство Адольфус Буш (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
• 1899: Начало производства дизельных двигателей на заводе Diesel в Аугсбурге. Дизель начинает передавать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый.
• 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных судов, начинает работу на канале Марн-Рейн во Франции.
• 1912: MS Selandia, первое океанское дизельное судно, совершает свой первый рейс.
• 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, очевидно, упав за борт корабля «Дрезден» во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или покончил жизнь самоубийством, но ничего не известно. доказана.
• 1931: Клесси Камминс, основатель Cummins Engine Co., построил один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и продемонстрировал его эффективность, проехав на нем из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
• 1931: Caterpillar совершает революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, первый гусеничный трактор с дизельным двигателем, созданный на базе популярной модели Caterpillar Sixty.
• 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
• 1939: General Motors представляет свой EMD FT, мощный дизель-электрический локомотив, и отправляет первый (номер 103) в годичное путешествие, чтобы продемонстрировать его достоинства.Несомненно, доказывая превосходство дизельного топлива, это звучит как похоронный звон для паровозов.
• 1970-е: Мировой топливный кризис пробудил новый интерес к использованию небольших эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
• 1987: всемирно известный корабль Queen Elizabeth 2 (QE2) переоборудованный девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что сделало его самым мощным торговым судном с дизельными двигателями того времени.
• 2000: Peugeot представляет первые в мире фильтры для твердых частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, заявив, что выбросы сажи сокращаются на 99 процентов.
• 2015: Volkswagen погрузился в огромный мировой скандал из-за систематического мошенничества при испытаниях дизельных двигателей на выбросы выхлопных газов. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за много лет.
• 2017: Volvo становится первым крупным автопроизводителем, отказавшимся от бензиновых и дизельных двигателей, объявляя об этом все новые автомобили будут гибридными или полностью электрическими с 2019 года.

Как работают дизельные двигатели | HowStuffWorks

Одна из самых популярных статей HowStuffWorks — «Как работают автомобильные двигатели», в которой объясняются основные принципы внутреннего сгорания, обсуждается четырехтактный цикл и рассказывается обо всех подсистемах, которые помогают двигателю вашего автомобиля выполнять свою работу. В течение долгого времени после того, как мы опубликовали эту статью, одним из наиболее частых вопросов (и одним из наиболее частых предложений, внесенных в ящик для предложений) был: «В чем разница между бензиновым и дизельным двигателями?»

Diesel фактически начинается с изобретения бензинового двигателя .Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель к 1876 году. В этом изобретении использовался принцип четырехтактного сгорания, также известный как «цикл Отто», и это основная предпосылка для большинства автомобильных двигателей сегодня. На начальном этапе бензиновый двигатель был не очень эффективным, и другие основные методы транспортировки, такие как паровой двигатель , также не работали. Только около 10 процентов топлива, используемого в этих типах двигателей, действительно приводило в движение транспортное средство. Остальное топливо просто произвело бесполезное тепло.

В 1878 году Рудольф Дизель посещал среднюю политехническую школу Германии (эквивалент инженерного колледжа), когда узнал о низкой эффективности бензиновых и паровых двигателей. Эта тревожная информация вдохновила его на создание двигателя с более высоким КПД , и он посвятил большую часть своего времени разработке «двигателя внутреннего сгорания». К 1892 году Дизель получил патент на то, что мы теперь называем дизельным двигателем.

Если дизельные двигатели настолько эффективны, почему бы нам не использовать их чаще? Вы можете увидеть слова «дизельный двигатель» и подумать о больших, здоровенных грузовых автомобилях, извергающих черный дымный дым и создающих громкий грохочущий звук.Этот негативный образ дизельных грузовиков и двигателей сделал дизельное топливо менее привлекательным для случайных водителей в Соединенных Штатах — хотя дизельное топливо отлично подходит для перевозки крупных грузов на большие расстояния, оно не было лучшим выбором для повседневных пассажиров. Однако это начинает меняться, поскольку люди улучшают дизельный двигатель, чтобы он стал чище и менее шумным.

Если вы еще этого не сделали, вы, вероятно, сначала захотите прочитать «Как работают автомобильные двигатели», чтобы получить представление об основах внутреннего сгорания.Но поспешите назад — в этой статье мы раскрываем секреты дизельного двигателя и узнаем о некоторых новых достижениях.

Сервисное обслуживание дизельного двигателя | Как работает автомобиль

Пункты обслуживания

Во многих отношениях дизель проще, чем бензин двигатель , с участием большая надежность и более длительный срок службы. Есть небольшая разница между обслуживанием дизеля и бензинового двигателя, за исключением того, что дизель не имеет зажигание система, о которой нужно беспокоиться. Однако топливо система требует очень осторожного внимание, как часть регулярного обслуживания, чтобы предотвратить попадание грязи и воды в топливо повреждает его.

Фильтр / водоотделитель

Очень маленький рабочий зазоры в дизельном двигателе инжектор насосы и форсунок означает, что топливо, проходящее через систему, всегда чистый.

Всегда есть хотя бы один фильтр установлен в линии подачи топлива, обычно в моторном отсеке. Он может быть установлен на кузове, а иногда и на кронштейне. прикреплен к крышка цилиндра , Фильтр элемент одноразовый и должен быть заменять через рекомендуемые интервалы обслуживания или раньше.

Топливный фильтр также задерживает воду в топливе, и вы должны слить ее через через регулярные интервалы обслуживания или раньше, если двигатель осечки ,

Слив воды

Топливный фильтр обычно снабжен сливным краном или пробкой для слива вода.Сначала откройте вентиляционное отверстие клапан в верхней части корпуса фильтра, чтобы вода легко стекать. Вы обнаружите, что в нем обычно есть отверстие для отвертки. глава.

Если вы не можете найти выпускной клапан, возможно, он не установлен, и в этом случае Вы можете создать вентиляционное отверстие, осторожно открутив самый верхний штуцер топливопровода, который соединяется с корпусом фильтра. Подержите старую банку под сливной пробкой или краном, затем откройте пробку или кран и дайте топливу вытечь.

Посмотрите на выходящую жидкость, чтобы увидеть, сколько в ней воды.Закройте слив кран или заглушку только тогда, когда поток изменился на чистое дизельное топливо. Снова затяните выпускной клапан (или повторно подсоедините топливопровод). Если двигатель по-прежнему работает плохо, следующая работа — замена топливного фильтра.

Слив фильтра

Чтобы слить воду из фильтра, откройте вентиляционный клапан, расположенный на верх корпуса фильтра. Если клапана нет, ослабьте самый верхний штуцер топливопровода от корпуса фильтра.

Подержите емкость под сливной пробкой или краном и открутите пробку или кран. Дайте фильтру стечь, пока не вытечет чистое дизельное топливо, затем закройте пробку или кран, а затем выпускной клапан.

Обслуживание канистрового фильтра

Отверните вентиляционную пробку или штуцер в верхней части корпуса фильтра и слейте воду из фильтра. Снимите фильтр и выбросьте его.Если фильтр очень туго, снимите его с помощью ленточного ключа.

Нанесите немного чистого дизельного топлива на уплотнительное кольцо фильтра, затем поместиться фильтр к корпусу и прикрутите от руки. Убедитесь, что слив заглушка или кран закрыт.

Топливный фильтр

При работе со всеми типами фильтров начните с удаления всех следов грязи с вокруг корпуса и корпуса фильтра — абсолютная чистота важна, когда работает над топливной системой.Затем слейте всю воду и топливо изнутри. фильтр описанным выше способом.

В некоторых автомобилях канистровый фильтр очень похож на масляный фильтр. Фильтр элемент заменяется вместе с корпусом.

Вторая конструкция фильтра имеет фильтр-полубактериальный фильтр, который удерживается между двумя конец тарелки , Найдите стопорную гайку или винт, удерживающий две пластины вместе. (обычно в центре верхней концевой пластины). Возьмитесь за нижнюю концевую пластину и фильтрующий элемент, отверните гайку или винт и опустите концевую пластину и элемент, вместе с 0-кольцами, которые тюлень соединения с концевыми пластинами.

Установите новые уплотнительные кольца на фильтрующий элемент, затем снова установите его на концевые пластины — затяните стопорную гайку или плотно закрутите, чтобы предотвратить утечку.

Фильтр третьей конструкции имеет сменный фильтрующий элемент, находящийся в корпус, очень похож на более старую конструкцию масляного фильтра. Найдите болт или винт, фиксирует корпус фильтра на креплении фильтра. Держите чашу и снимите крепления. Снимите чашу, отметив, как подходят уплотнительные шайбы.

Вытащите старый фильтрующий элемент из стакана.Вытрите грязь в чаше, затем установите новый элемент. Установите новое уплотнительное кольцо в опору фильтра, и замените чашу, затянув крепежный болт или винт, чтобы удерживать ее твердо.

Сменный элемент

Если фильтр находится внутри металлической чаши, сначала нужно достать миску прочь. Слейте топливо, затем найдите болт или винт, удерживающий чашу к фильтру. Держитесь за чашу и освободите фиксатор. Релиз чашу, затем извлеките элемент из нее.

Протрите емкость мягкой тряпкой, затем установите новый элемент. и соберите чашу. Не забудьте закрыть сливной кран.

Замена полуканистрового фильтра

Если фильтр состоит из элемента в металлическом корпусе, зажатого между двумя металлические концевые пластины, нужно только обновить элемент.

Слейте топливо через сливную пробку или кран, затем отверните гайку или винт. удерживая сборку вместе. Снимите нижнюю концевую пластину и фильтр. элемент.

При установке установите новые уплотнительные кольца для герметизации стыков между фильтрующий элемент и концевые пластины.

Удалить воздух из топливной системы

Установка нового топливного фильтра позволяет воздуху попадать в топливную систему, что препятствовать нормальной работе двигателя — то же самое может произойти, если у вас закончилось топливо. Большинство двигателей имеют автомат кровоточить система, которая избавляется захваченного воздуха, но другие необходимо удалить вручную.Однако часто это Хорошая идея — прокачать систему вручную, даже если это предполагается самостоятельно кровотечение.

Некоторые системы имеют ручной спускной насос, встроенный в насос-форсунку, но в противном случае вам придется перевернуть двигатель на стартер сделать основной топливный насос работать.

Открутите выпускной клапан на корпусе топливного фильтра. Если вилки нет, ослабьте с верхнего штуцера на корпусе. Включите ручной спускной насос или поверните двигатель на стартер (может быть полезен помощник) и следите за вентиляционной пробкой или союз.Вы увидите выходящую смесь топлива и пузырьков воздуха.

Продолжайте откачку, пока выходящее дизельное топливо не станет свободным от пузырьков, затем закройте выпускной клапан (или затяните штуцер). Иногда бывает другой клапан на насос-форсунках, из которого вы должны удалить воздух таким же образом — спросите у своего у дилера, если он есть в вашей машине.

Сброс холостого хода

Масло и воздух

Замена масляного фильтра идентична замене на бензиновом двигателе. Но при заливке нового масла убедитесь, что вы используете комплектация правильная для вашей машины. Многие дизели используют моторное масло другого сорта для бензиновые двигатели — проверьте в своем справочнике точную спецификацию обязательный.

Установка воздушный фильтр обычно такой же, как на бензиновом двигателе, хотя в некоторых новых дизелях используются большие воздушные фильтры, расположенные в двухсекционный пластиковый корпус, скрепленный пружинными зажимами.