0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что происходит в цилиндре дизельного двигателя

Особенности дизельного двигателя, плюсы и недостатки

Давно уже прошли времена, когда в индустрии гражданских автомобилей дизельный двигатель считался во многом компромиссным «меньшим братом» бензиновых моторов.

Благодаря особенностям дизельного топлива, такой тип ДВС имеет ряд очевидных преимуществ.

Сильные стороны настолько явны, что даже отечественные конструкторы ломали голову по внедрению этой технологии.

Сейчас такие моторы имеют Газель Next, УАЗ Патриот. Более того, были попытки установки дизельного двигателя на Ниву. К сожалению, выпуск ограничился небольшими экспортными партиями.

Позитивные факторы позволили дизельному двигателю завоевать популярность в каждом из автомобильных сегментов. Речь идёт о четырехтактной конфигурации, поскольку двухтактный дизельный двигатель не получил широкого применения.

Конструкция

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

Способ приготовления и воспламенения топливной смеси – это то, чем отличается дизельный двигатель от бензинового. В камерах сгорания бензиновых моторов, приготовленная заранее топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью подаваемой свечой зажигания искры.

Особенность дизельного двигателя заключается в том, что смесеобразование происходит непосредственно в камере сгорания. Рабочий такт осуществляется путем впрыскивания под огромным давлением дозированной порции топлива. В конце такта сжатия реакция нагретого воздуха с дизтопливом приводит к воспламенению рабочей смеси.

Двухтактный дизельный двигатель имеет более узкую сферу применения.
Использование одноцилиндрового и многоцилиндрового дизелей такого типа имеет ряд конструктивных недостатков:

  • неэффективную продувку цилиндров;
  • повышенный расход масла при активном использовании;
  • залегание поршневых колец в условиях высокотемпературной эксплуатации и прочие.

Двухтактный дизельный двигатель с противоположным размещением поршневой группы имеет высокую первоначальную стоимость и очень сложен в обслуживании. Установка такого агрегата целесообразна лишь на морских судах. В таких условиях, благодаря небольшим габаритам, малой массе и большей мощности при идентичных оборотах и рабочем объеме, двухтактный дизельный двигатель более предпочтителен.

Одноцилиндровый агрегат внутреннего сгорания широко применяется в домашнем хозяйстве в качестве электрогенератора, двигателя для мотоблоков и самоходных шасси.

Такой тип получения энергии налагает определённые условия на устройство дизельного двигателя. Он не нуждается в бензонасосе, свечах, катушке зажигания, высоковольтных проводах и прочих узлах, жизненно необходимых для нормальной работы бензинового ДВС.

В нагнетании и подачи дизтоплива участвуют: топливный насос высокого давления и форсунки. Для облегчения холодного пуска современные моторы используют свечи накала, которые предварительно подогревают воздух в камере сгорания. Во многих автомобилях в баке устанавливается вспомогательный насос. Задача топливного насоса низкого давления в том, чтобы прокачать топливо от бака к топливной аппаратуре.

Пути развития

Инновации дизельного двигателя заключаются в эволюции топливной аппаратуры. Усилия конструкторов направлены на то, чтобы добиться точного момента впрыска и максимального распыления топлива.

Создание топливного «тумана» и деление процесса впрыска на фазы позволило достигнуть большей экономичности и повышения мощности.

Наиболее архаичные экземпляры имели механический ТНВД и отдельную топливную магистраль к каждой форсунке. Устройство двигателя и ТА такого типа обладали большой надежностью и ремонтопригодностью.

Дальнейший путь развития заключался в усложнении ТНВД дизельного двигателя. В нем появились изменяемые моменты впрыска, множество датчиков и электронное управление процессами. При этом использовались все те же механические форсунки. В таком типе конструкции давление впрыскиваемого топлива было от 100 до 200 кг/см².

Следующим шагом было внедрение системы Common raіl. В дизельном двигателе появилась топливная рампа, где может поддерживаться давление до 2 тыс. кг/см². ТНВД таких моторов стали значительно проще.

Основная конструктивная сложность заключается в форсунках. Именно с их помощью регулируется момент, давление и количество ступеней впрыска. Форсунки системы аккумуляторного типа очень требовательны к качеству топлива. Завоздушивание такой системы приводит к быстрому выходу из строя ее основных элементов. Дизельный двигатель с Common rail работает тихо, потребляет меньше топлива и имеет большую мощность. За все это приходится платить меньшим ресурсом и более высокой стоимостью ремонта.

Еще более высокотехнологичной является система с применением насос-форсунок. В ТА такого типа форсунка соединяет в себе функции нагнетания давления и распыления топлива. Параметры дизельного двигателя с насос-форсунками на порядок выше аналоговых систем. Впрочем, как и стоимость обслуживания и требования к качеству топлива.

Важность комплектации турбинами

Большинство современных дизелей комплектуются турбинами.

Турбонаддув – это эффективный способ повысить мощностные характеристики автомобиля.

Благодаря повышенному давлению выхлопных газов, использование турбин в паре с дизельным ДВС заметно повышает приёмистость и уменьшает расход топлива.

Турбина – далеко не самый надёжный агрегат автомобиля. Больше 150 тыс. км они зачастую не ходят. Это, пожалуй, её единственный минус.

Благодаря электронному блоку управления двигателем (ЭБУ), дизельному двигателю доступен чип тюнинг.

Преимущества и недостатки

Существует ряд факторов, которые выгодно отличают дизельные двигатели:

  • экономичность. КПД в 40% (до 50% с применением турбонаддува) просто недосягаемый показатель для бензинового собрата;
  • мощность. Практически весь крутящий момент доступен на самых низких оборотах. Турбированный дизельный двигатель не имеет ярко выраженной турбоямы. Такая приёмистость позволяет получить настоящее удовольствие от вождения;
  • надежность. Пробег самых надежных дизельных двигателей доходит до 700 тыс. км. И все это без ощутимых негативных последствий. Благодаря своей безотказности, дизельные ДВС ставят на спецтехнику и грузовики;
  • экологичность. В борьбе за сохранность окружающей среды дизельный двигатель превосходит бензиновые моторы. Меньшее количество выбрасываемого СО и использование технологии рециркуляции выхлопных газов (EGR) приносят минимум вреда.
  • стоимость. Комплектация, оснащённая дизельным двигателем, будет стоить на 10% больше, чем такая же модель с бензиновым агрегатом;
  • сложность и дороговизна обслуживания. Узлы ДВС выполнены из более прочных материалов. Сложность устройства двигателя и топливной аппаратуры требует качественных материалов, новейших технологий и большого профессионализма в их изготовлении;
  • плохая теплоотдача. Большой процент КПД значит то, что при сгорании топлива происходят меньшие потери энергии. Другими словами, выделяется меньше тепла. В зимнее время года эксплуатация дизельного двигателя на короткие расстояния будет негативно сказываться на его ресурсности.

Рассмотренные минусы и плюсы не всегда уравновешивают друг друга. Поэтому вопрос о том, какой из двигателей лучше, будет стоять всегда. Если вы собираетесь стать владельцем такого автомобиля, учтите все особенности его выбора. Именно ваши требования к силовой установке будут тем фактором, который решит что лучше: бензиновый или дизельный двигатель.

Стоит ли покупать

Новые дизельные автомобили – это тот вид приобретения, который будет приносить только радость. Заправляя автомобиль качественным топливом и делая ТО согласно нормативным предписаниям, вы 100% не пожалеете о покупке.

Но стоит учитывать тот факт, что дизельные авто на порядок дороже своих бензиновых аналогов. Вы сможете компенсировать эту разницу и в последующем экономить только тогда, когда будете преодолевать большой километраж. Переплачивать с целью проезжать в год до 10 тыс. км. попросту не целесообразно.

Ситуация с б/у автомобилями немного иная. Несмотря на то, что дизельные двигатели отличаются большим запасом прочности, со временем сложная топливная аппаратура требует к себе повышенного внимания. Цены на запчасти к дизельному двигателю возрастом свыше 10 лет действительно удручающие.

Стоимость ТНВД на бюджетный автомобиль Б класса возрастом 15 лет может повергнуть в шок некоторых автолюбителей. К выбору авто с пробегом свыше 150 тыс. нужно относиться очень серьезно. Перед покупкой лучше сделать комплексную диагностику в специализированном сервисе. Так как низкое качество отечественного дизтоплива очень пагубно сказывается на ресурсе дизельного двигателя.

В этом случаи решить, какому двигателю лучше отдать предпочтение, поможет репутация производителя. К примеру, модель Mercedes-Benz OM602 по праву считается одним из самых надёжных дизельных двигателей в мире. Покупка автомобиля с подобным силовым агрегатом станет выгодным вложением на долгие годы. Многие производители имеют подобные «удачные» модели силовых установок.

Мифы и заблуждения

Несмотря на распространенность автомобилей с дизельным двигателем, в народе до сих пор существуют предрассудки и непонимание. «Тарахтит, зимой не греет, а в большой мороз не заведёшь, летом не едет, а если что-то поломается, так ещё поискать нужно мастера, который за космические деньги отремонтирует всё», – примерно такие слова можно услышать иногда от «опытных» автолюбителей. Всё это отголоски прошлого!

  1. Благодаря современным технологиям, только рокот холостого хода позволяет отличить дизельные двигатели от бензиновых. В движении, когда шум дороги нарастает, разница не ощутима.
  2. Для улучшения запуска и прогрева в холодное время года в современных автомобилях используются различные вспомогательные системы. Ввиду нарастающей популярности, количество сервисов, специализированных на обслуживании дизельного двигателя, постоянно увеличивается.
  3. Бытует мнение, что ДВС работающий на дизеле сложно форсировать. Это верно, если мы говорим о модификациях цилиндропоршневой группы. В то же время чип тюнинг дизельного двигателя – это хороший способ повысить его мощностные характеристики без ухудшения ресурсности.

Стоит помнить о том, что принцип работы дизельного двигателя всецело направлен на достижения экономичности и надёжности. Не стоит требовать от таких ДВС заоблачных динамических показателей.

Симптомы и причины неисправностей

  • Плохой запуск дизельного двигателя на холодную, и после длительного простоя – означает плохо работающие свечи накала, воздух в системе, обратный клапан стравливает давление топлива, плохая компрессия, разряженный аккумулятор;
  • повышенная шумность, увеличенный расход и чёрный дым из выхлопной трубы – означает засорение или износ распылителей и форсунок, неправильные углы опережения впрыска, грязный фильтр очистки воздуха;
  • пропала мощность дизельного двигателя – означает отсутствие компрессии, выход из строя турбины, засорение топливного и воздушного фильтров, некорректные углы опережения впрыска, загрязненный клапан ЕГР;
  • серый или белый дым из выхлопной, повышенный расход масла – означает трещину ГБЦ или пробитую прокладку ГБЦ (уходит охлаждающая жидкость, а в масле появляется эмульсия), неисправность турбонагнетателя.

Правильная эксплуатация

Неправильная эксплуатация может погубить даже самый надежный мотор.

Продлить ресурс дизельного двигателя, и получать удовольствие от владения автомобилем вам поможет выполнение несложных правил:

  • дизельные двигатели с турбонаддувом очень требовательны к качеству масла и топлива. Заливайте только то масло, которое соответствует требованиям, установленным для вашего ДВС. Заправляйтесь только на проверенных АЗС;
  • проводите ТО топливной аппаратуры и системы предпускового подогрева в соответствии с заявленными производителем нормами. В этом случае у вас не возникнет проблем с запуском дизельного двигателя в холодное время года. Эксплуатация агрегата с неправильно работающей форсункой впоследствии может привести к дорогостоящему ремонту ДВС;
  • после активных поездок турбина нуждается в охлаждении. Не глушите мотор сразу же. Дайте ему поработать некоторое время на холостых оборотах;
  • избегайте запуска «с толкача». Такой способ оживления мотора может причинить большой вред кривошипно-шатунному механизму вашего ДВС.

Оба типа двигателей имеют не только плюсы, но и минусы. Главная цель автомобиля – соответствовать вашим требованиям, неважно, установлен в нем бензиновый или дизельный двигатель. Что лучше подойдёт вам, зависит только от индивидуальных предпочтений.

Современные инновационные технологии и прогрессивный маркетинг позволяют людям выбирать из автомобилей, которые они могут себе позволить. Нам всё меньше приходится идти на компромисс и жертвовать отдельными параметрами. Особенно эта тенденция заметна в процессе эволюции дизельных автомобилей.

Читать еще:  402 сальник коленвала вместо набивки что за двигатель

Плюсы и минусы чип тюнинга дизельного двигателя

Чип-тюнинг дизеля, что он даёт и какие могут быть последствия после него

Многие владельцы автомобилей на дизеле интересуются тем, как можно оптимизировать работу двигателя, увеличить его производительность. Сегодня существует несколько способов, однако самым популярным и самым безопасным всё-таки считается чип-тюнинг. Для дизеля, который изначально имеет существенные показатели мощности и крутящего момента, качественно сделанный чип-тюнинг позволяет существенно увеличить эти показатели. В среднем, грамотно сделанный чип-тюнинг дизеля приводит к увеличению до 25%!от заводских динамических характеристик авто. А при необходимости можно добиться улучшения показателей до 40%! При этом что-то видоизменять и переделывать в самом моторе и другом железе зачастую нет необходимости.

Прежде чем делать чип-тюнинг двигателя следует узнать последствия этой процедуры

Однако прежде чем решиться на эту процедуру, стоит детально разобраться с тем что это такое, что она даёт и о том каковы последствия её проведения.

Плюсы и минусы прошивки дизельного агрегата

Часто спрашивают, можно ли сделать чип-тюнинг дизеля своими руками? Ответ: можно, но под руководством опытного специалиста или следуя четко по инструкции, иначе можно сделать только хуже. Чтобы сделать тюнинг двигателя самому, надо иметь в наличии на флешке специальную программу, необходимое оборудование.

Если не вмешиваться в «железо», то есть не менять размеры, материал и форму деталей агрегата, а только сделать прошивку, то мощность дизельного двигателя можно увеличить до 25%!

Плюсы чиповки дизеля
  • чип-тюнинг путем прошивки — это обратимый процесс, то есть можно вернуть как было в случае плохого результата;
  • качественный чип-тюнинг дизеля по карману владельцу среднего класса авто, потому что сейчас много специалистов, кто этим занимается;
  • прошивка электронного блока управления делается быстро и можно откатить, то вернуть исходную программу, если результат не устроит;
  • при проведении тюнинга дизельного ДВС не требуется ставить другой впускной и выпускной коллекторы, как при проведении тюнинга бензинового мотора;
  • можно изменять параметры программа ЭБУ;
  • после правильной прошивки ЭБУ, дизельная машинка, можно сказать, рвет и мечет;
  • повышается комфорт при управления чипованным автомобилем;
  • после проведения улучшения характеристик, повышается максимальный порог скорости и момента;
  • прошить ЭБУ — это значит, что вмешательство в агрегат минимальное.

Как уже отмечал, после правильной профессиональной чиповки дизельного мотора, авто резко набирает скорость и становится более маневренным.

Если включить всю имеющуюся в транспортном средстве электронику (магнитолу, кондиционер, морозильник и т.д.), то ЭБУ при разгоне будет «умно» забирать энергию на электронику, чтобы хватало и на нее, и на мощность мотора.

Если после проведения доработок двигателя вам не понравилось или появились какие-то ошибки типа P001, то можно легко вернуть прошивку в заводское состояние. Программисты называют это — откатить.

Минусы чиповки дизеля
  • значительно повышается расход топлива, например, с 10 литров до 12 литров на сто км;
  • масло и фильтры требуется менять чаще;
  • срок службы двигателя уменьшается, потому что, чем в более щадящем режиме эксплуатировать мотор, да и машину в целом, тем дольше он служит. Если «выжимать все соки» из ТС, то ресурс сильно снижается;
  • детали топливной системы выходят из строя быстрее;
  • слетает гарантия дилера или обычного автосалона, поэтому новые автомобили не стоит чиповать;
  • после чип-тюнинга двигатель может требовать более качественную солярку.
Последствия чиповки дизеля

Рассмотрим ситуацию на примере двигателя Фольксваген 1.9 TDI, который может быть с мощностью 90 и 150 лошадиных сил. Объем мотора один, а мощность разная. Можно ли из ДВС 90 лс сделать 150 лс? Многие думают, что да.

На самом деле не все так логично. На автомобильном заводе инженеры устанавливают для 90 сильного мотора совсем другие турбины, интеркулеры и форсунки.

Материал из которого выплавлен блок цилиндров (БЦ) и материал коленчатого вала тоже разные. БЦ чугунные, но чугун разный.

Для двигателя с мощностью 115 лс уже используют БЦ из более качественного чугуна. Поэтому, если внешне мотор одинаковый, то состав разный. Если разогнать 90 сильный мотор до 150 лс, то блок цилиндров и другие детали даже могут не выдержать. Есть конечно запас у этих материалов, но кто знает, на какую максимальную мощность рассчитаны данные детали.

Мощность увеличивается за счет подачи большего количества топлива и воздуха в рабочие камеры цилиндров. И в дизельном, и в бензиновом двигателях за подачу воздуха отвечает турбина. А увеличить давление подачи воздуха можно только за счет увеличения числа оборотов турбины. Обычный серийный турбокомпрессор TDI вращается со скоростью 200 тысяч оборотов в минуту и работает с давлением 1,05 бар (атмосфер).

После чип-тюнинга турбина подает воздух с давлением 1,25 Атмосфера, это достигается при вращении крыльчатки компрессора со скоростью 280 тысяч оборотов в минуту.

С увеличенным режимом работы турбина работает не долго. Если срок службы турбокомпрессора без вмешательства составляет обычно 100 тысяч км пробега, то после чип-тюнинг турбину возможно придется менять уже через 50 тысяч км пробега.

После чип тюнинга, через форсунки начинает подаваться больше топлива. Это тоже дополнительная нагрузка на агрегат. В этом случае тюнеры ЭБУ увеличивают момент топливного впрыска, что увеличенный объем топлива успел пройти через форсунки. А это означает, что факел из форсунки не в камеру сгорания, а на поршень, который уже идет вниз.

Поршни начинают сильно перегреваться, по периметру оплавляются. А, если топливо полностью не успевает догорать, то оно осядает на поверхности поршня и образуется сажевый налет. О том, как чистить поршни была отдельная статья — Очистка поршней.

Помимо проблем с турбиной, форсунками и поршнями, после чип-тюнинга, есть еще одна — это увеличение нагрузки на трансмиссию. Особенно подвергается нагрузкам двухмассовый маховик. Он рассчитан конструкторами на работу с двигателем со штатными характеристиками.

А, так как тяга ДВС увеличена после доработок дизеля, то пружины — демпферы сжимаются до предела. В итоге бывает и такое, что маховик не выдерживает и полностью ломается.

Также может не выдержать повышенную мощность двигателя коробка переключения передач и сцепление. Один знакомый поставил на УАЗ дизельный двигатель от автомобиля Ниссан. После этого другие детали начали сыпаться, потому что характеристики совсем другие. Но, после доработок и элементов трансмиссии, эта машина бегает уже более 10 лет.

1 Современные дизельные двигатели – как они работают?

Дизельные моторы, которыми оснащаются современные автомобили, сильно отличаются от традиционных моторов такого типа, которые были разработаны много лет назад. Пожалуй, неизменным на протяжении многих лет остался лишь принцип воспламенения топлива, поступающего в цилиндры, в остальном технологии шагнули далеко вперед.

  • Программирование ЭБУ двигателя
  • Расположение блока управления двигателем
  • Увеличился расход топлива ВАЗ 2114

На сегодняшний день почти все версии дизельного двигателя оснащены специальной системой Common Rail, работа которой во многом напоминает принцип работы аккумулятора. В случае с дизельными моторами данная система аккумулирует механическое давление впрыска топлива.

Таким образом, дизельные двигатели, оснащенные системой Common Rail, характеризуются большими возможностями в том, что касается изменения фазы впрыска и времени открытия электронной форсунки. Проще говоря, система позволяет подавать топливо в цилиндры дозированными фазами, что обеспечивает стабильное давление, независимо от режима работы двигателя.

Кроме системы CM, современные дизельные агрегаты оснащаются различными дополнительными системами, регулирование которых происходит посредством электронного блока управления.

Преимущества и недостатки прошивки дизельного ДВС

К преимуществам чипования дизельного автомобиля можно отнести то, что водитель получает больший контроль над машиной, настраивая ее под себя. Неизбежный минус – повышенный расход топлива. Кроме того, недостаточно аккуратно или агрессивно проведенная настройка может довести нагрузку на двигатель до критического уровня. Плюс, некорректно проведенная перенастройка может привести к ускоренному износу деталей двигателя и других систем машины, которые ориентированы на заводские настройки. Особенно если рассматривать езду как спорт.

ВАЖНО! Чипование двигателя должны делать только профессионалы.

Преимущества чип тюнинга дизельного двигателя

Главное преимущество электронного тюнинга ДВС – возможность настроить автомобиль под конкретные потребности. Есть и другие преимущества.

  • Прирост мощности мотора, в зависимости от модели агрегата и желания владельца, может составить от 25 до 40 процентов.
  • Снятие ограничений позволит лучше чувствовать автомобиль (если привыкнуть ездить после тюнинга).
  • Расширение возможностей машины – система управления не будет контролировать водителя.
  • Чиптюнинг занимает значительно меньше времени, чем механическая модификация движка. Пара часов против нескольких неделю (без учета поиска специалистов, нужного оборудования и деталей).
  • Возможность «откатить» изменения к заводским настройкам. В том числе – на момент прохождения гарантийного обслуживания.
  • Более низкие, чем при механической модернизации затраты.

Кроме того, чип тюнинг не исключает механические изменения в двигателе – можно настроить электронику под нестандартное железо.

Недостатки чип тюнинга дизельного мотора

К недостаткам такой процедуры, помимо повышенного расхода топлива при использовании движка на полную мощность, можно отнести опасность подвергнуть детали движка ускоренному износу. Кроме того, другие системы машины (ходовая, АКПП и т.д.) обычно конструируются под работу с официальными заводскими настройками мотора, поэтому изменение мощности, скорее всего, отрицательно скажется на их работе.

ВАЖНО! Один из главных недостатков чип тюнинга – необходимость увеличить расходы на обслуживание двигателя. Модифицированный мотор предполагает не только более внимательное отношение к топливу, но и более частую смену масла, фильтров и т.д.

Что такое чип-тюнинг?

Электронный блок управления (ЭБУ) в автомобиле — это его «мозги». Он содержит микропроцессор и память, которые ответственны за приём и передачу сигналов к мотору и от него. ЭБУ получает сигнал и передаёт его к другим системам, таким как система зажигания, впрыска топлива и т. д. Параметры, которые забиваются в память ЭБУ с завода-изготовителя, как правило, имеют очень усреднённые параметры. Ведь изначально заводские параметры зажаты в строгие рамки и нормы по экологическим показателям выбросов, а нацелены минимизировать износ ресурса двигателя и других систем.

Читать еще:  Что такое свечи зажигания в дизельном двигателе

Чип-тюнинг оптимизирует функционирование электронного блока управления посредством внесения изменений в работу управляющих программ. Он регулирует, оптимизирует такие показатели, как плавность хода, мощность, крутящий момент и многие другие параметры.

Чаще всего под чип-тюнингом подразумевают перепрошивку микросхемы электронного блока управления при помощи специального программного обеспечения. Однако существует и альтернативный способ — монтаж специальных регулирующих боксов на ЭБУ.

Чиповка дизельного двигателя отличается от аналогичной процедуры для бензинового

3 Как настроен дизельный двигатель на современных автомобилях?

На современном этапе производители дизельных автомобилей очень скованы различными экологическими нормами и правилами, кроме того, программа работы двигателя разрабатывается под конкретные условия, при этом “характер” двигателя” попросту притупляется, для соответствия всем нормам экологии, безопасности и т.д. В результате реальные возможности мотора скрыты за этими рамками специально настроенной программой. Например, при необходимости обгона часто наблюдается резкий скачок мощности, который спустя несколько секунд сопровождается “помутнением” двигателя и потерей тяги.

В данном случае речь как идет о запрограммированных параметрах. Так как процессор в постоянном режиме следит за соблюдением экологических норм, а увеличение тяги, как известно, сопровождается увеличением подачи топлива, корректировка этого процесса на “минимум” задана в заводских параметрах. Кроме того, современные моторы оснащены функцией контроля каталитического конвертера. Проще говоря, во многих ситуациях программа просто “душит” мотор, не давая проявить свой потенциал, даже тогда, когда это необходимо.

Влияние чип-тюнинга на ресурс дизельного двигателя

Специалисты советуют использовать добавочный ресурс мощности только при необходимости – при совершении обгона, неизбежности резкого разгона и т.п.

ВАЖНО! В целом, срок работы чипованного двигателя зависит не только от мастерства настройщика, но и от манеры езды самого водителя.

Стоит помнить, что даже при стандартных настройках ЭБУ постоянные максимальные нагрузки сокращают срок службы мотора. Чипованного двигателя это касается в еще большей степени, особенно если это турбодизель.

Особенно это важно, если чипирование проводилось на уже изношенный двигатель. В этом случае риски потерять свой двигатель для водителя значительно возрастают.

Часть вторая

&nbsp Турбодизель

Часть вторая

В первой части статьи мы говорили о системах наддува двигателей внутреннего сгорания. Сейчас речь пойдет о дизельных двигателях.
Если не слишком искушенному в технике человеку задать вопрос, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, то ответы, скорее всего, будут такими: работает на солярке, обходится без свечей зажигания, больше шумит и при этом развивает меньшую мощность. Все это правильно, но.
При слове «дизель» у человека с воображением обычно возникает картинка: весь в грязных потеках грубый механизм на мощной станине, который изрыгает клубы черного дыма и своим ревом заглушает все в радиусе нескольких десятков метров. Если уточнить, что речь идет о двигателе автомобиля, картинка получается не такой страшной, но не более привлекательной: по-прежнему нечто грязное, пахнет, гремит, в мороз не заведешь, машина тупая — за полчаса не разгонишься.
Да, когда-то все так и было. Но с тех пор утекло немало солярки. Дизели сегодня прочно завоевали себе место не только на грузовиках, но и на легковых автомобилях, от самых массовых до вполне респектабельных. Все шире применяются дизели с турбонаддувом, автомобили с такими двигателями по основным параметрам не уступают машинам с привычными бензиновыми моторами.
В таблице 1 в качестве примера приведены основные характеристики Volkswagen Passat GT TDI с 4-цилиндровым турбодизелем. Таким же двигателем комплектуются, кстати, и вполне престижные Audi A4 1.9 TDI и A6 1.9 TDI. Из таблицы видно, что единственное, в чем автомобиль с дизелем явно уступает, — это время разгона. 13,9 сек. до сотни все-таки многовато. Но бывают машины и пошустрее.
Перед тем как рассматривать системы наддува дизельных двигателей, есть смысл остановиться на основных особенностях самих дизелей — для большинства наших автовладельцев они пока не слишком знакомы.

Дизель
Этот тип двигателя получил свое название по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля, построившего в 1897 году первый мотор с самовоспламенением топлива. Конструктивно дизель очень похож на привычный бензиновый двигатель: те же цилиндры, поршни, распредвал, клапаны. Но имеется и ряд отличий, из которых главное, можно даже сказать принципиальное, заключается в том, что воспламенение топлива в дизеле производится не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой достигает воздух в результате сжатия его поршнем в цилиндре.
Второй важный момент — способ подачи топлива. В бензиновом двигателе рабочим телом является смесь бензина с воздухом. Смесь готовится заранее (в карбюраторе) или непосредственно в момент ее подачи в цилиндры (в системах впрыска) — главное то, что топливо подается вместе с воздухом, а поджигается и сгорает относительно гомогенная топливо-воздушная смесь.
В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндр всасывается воздух, затем он сжимается, и только после этого впрыскивается топливо, поэтому говорить о гомогенной топливо-воздушной смеси не приходится. Впрыск производится в конце такта сжатия, топливо и воздух фактически не смешиваются друг с другом, горение происходит на фронте впрыскиваемой в сжатый воздух струи топлива (рис. 1).
Самовоспламенение топлива сопровождается резким, скачкообразным повышением давления в цилиндре — этим объясняется обычно шумная, жесткая работа дизельного двигателя. В низкооборотных дизелях с большим рабочим объемом, которые используются на грузовиках, этот недостаток проявляется в меньшей степени, и с ним мирятся. В дизелях легковых автомобилей от него пытаются избавиться применением форкамеры, или предкамеры, — небольшого отсека камеры сгорания, в который впрыскивается топливо. Там оно воспламеняется, частично перемешивается с воздухом, после чего горящая смесь распространяется по основному объему цилиндра.
Этот способ несколько уменьшает жесткость работы двигателя, но снижает его тепловую эффективность и топливную экономичность, поэтому в современных дизелях легковых автомобилей от форкамеры отказываются. Примером может служить 2,5-литровый дизель с турбонаддувом, который в 1990 г. был применен на Audi 100. Двигатель с прямым впрыском, 5-цилиндровый, 120 л. с. и 265 Нм (2250 об./мин.). Расход топлива 5,7 л/100 км. Для более плавного воспламенения топлива использованы двухступенчатый впрыск и сложная электронная схема управления.
Более свежий пример — 1,9-литровый атмосферный дизель с непосредственным впрыском мощностью 64 л. с., который Volkswagen собирается показать на Женевском салоне в этом году на Golf SDI. Отказ от форкамеры позволил на 12% улучшить и так неплохую экономичность двигателя: расход топлива составляет 4,9 л/100 км. Автомобиль Golf SDI с этим дизелем развивает скорость 156 км/час и разгоняется до сотни за 17,6 сек. (11,2 сек. до 80 км/час). Этот же дизель в турбированном варианте развивает мощность уже 90 л. с., потребляет 5,2 л/100 км и разгоняет Golf Cabrio TDI до 100 км/час за 13,3 сек. (8,8 сек. до 80 км/час). Максимальная скорость — 172 км/час.
Очевидное отличие дизельных двигателей от бензиновых — используемое топливо. Дизельное топливо, в просторечии солярка или ДТ, — тяжелая керосино-газойлевая фракция нефти C10 — C14 (у бензинов C6 — C8). Характерной особенностью дизелей является наличие твердых частиц в отработавших газах. Из-за гетерогенности процесса горения на поверхности отдельных частиц топлива всегда наблюдается некоторый недостаток кислорода, в результате чего вместо их окисления происходит частичное термическое разложение с образованием твердых продуктов — сажи. Для хорошего сжигания дизельного топлива требуется значительное, даже избыточное количество воздуха.
Ну и наконец, еще одна особенность — степень сжатия у дизеля в 2 раза выше, чем у бензинового двигателя. Высокая, не менее 14, степень сжатия необходима для того, чтобы температура воздуха в цилиндре поднялась до величины, достаточной для воспламенения топлива. Обычно в дизелях степень сжатия составляет 21-22 и ограничивается лишь прочностными характеристиками двигателя.
Стоит отметить, что устройства для подачи топлива в дизельных двигателях значительно сложнее, чем в бензиновых. Их сложность определяется прежде всего тем, что приходится впрыскивать очень маленькие, всего несколько миллиграмм, порции топлива в среду с высоким давлением. Эти порции должны быть очень точно отмерены — именно количеством подаваемого топлива управляется работа дизеля. Для этого нужны быстродействующие и точные форсунки. Высокая степень сжатия дизеля требует применения соответствующих топливных насосов — давление в сопле форсунки должно достигать нескольких сотен бар. Все это усложняет и ощутимо удорожает систему подачи топлива и, соответственно, сам дизельный двигатель.
Надо еще учесть, что почти все дизели до сих пор оснащаются механическими устройствами впрыска, ненамного отличающимися от тех, которые Bosch GmbH начала выпускать в 1927 году. Они уже почти изжили себя и скоро будут вытесняться гораздо более сложными устройствами с электронным управлением, индивидуальными для каждого цилиндра топливными насосами, совмещенными с форсунками, различными датчиками. Понятно, что стоимость таких систем тоже будет расти.
К числу недостатков дизелей обычно относят большую шумность, более высокую стоимость и, главное, меньшую, при том же рабочем объеме, мощность.
С шумностью пытаются справиться совершенствованием конструкции дизеля, изменением элементов его подвески, поговаривают даже о том, что двигатель можно капсулировать звукопоглощающим материалом. Стоимость — понятие относительное: заплатив за автомобиль больше при покупке, можно сэкономить на эксплуатации — это надо подсчитывать в каждом конкретном случае. А что касается мощности, то способ ее повышения известен — наддув.

Турбодизель
Применение наддува в дизельном двигателе преследует ту же основную цель, что и в бензиновом — увеличить количество топлива, сжигаемого в единицу времени. Устройство и работу различных типов нагнетателей воздуха мы рассматривали в первой части статьи. Все они могут быть применены и на дизельном двигателе. Из графика, приведенного на рис. 2, следует, что механический нагнетатель Comprex обеспечивает наибольшее увеличение крутящего момента двигателя, особенно на низких, около 2000 об./мин., частотах вращения, но общая характеристика при этом получается слишком острой. Нагнетатель Roots придает 1,2-литровому дизелю практически такую же характеристику крутящего момента, как у 1,6-литрового атмосферного бензинового двигателя. Характеристика, которую обеспечивает турбокомпрессор, занимает промежуточное положение: она достаточно плоская, а на средних (2000-4000 об./мин.) частотах вращения крутящий момент даже больше, чем с нагнетателем Roots.
Механические нагнетатели сложнее и дороже, кроме того, благодаря некоторым особенностям работы дизеля к нему легче всего удается приспособить именно турбокомпрессор.
Во-первых, как уже указывалось, подача воздуха в дизеле не связана с подачей топлива и не требует тонкой регулировки — чем больше воздуха, тем лучше. Во-вторых, диапазон рабочих оборотов — от холостых до максимальных — у дизеля меньше, соответственно, проще осуществляется управление турбокомпрессором, с этим вполне справляется обычный перепускной клапан в турбине. Кроме того, благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов дизеля в 1,5-2,5 раза выше — это делает эффективней работу турбины на низких оборотах.
Все это объясняет, почему практически все, по крайней мере европейские, производители для наддува дизельных двигателей применяют именно турбокомпрессор. Исключением является, пожалуй, только японская Mazda, которая на модели 626 Wagon предлагает 4-цилиндровый дизель с нагнетателем Comprex, характеристики которого не особенно впечатляют: при объеме 1998 см куб. мощность и крутящий момент, соответственно, 75 л. с. (4000 об./мин.) и 169 Нм (2000 об./мин.).
Есть и другие факторы, облегчающие применение наддува на дизелях. В отличие от бензиновых двигателей, где из-за опасности детонации степень сжатия при турбировании приходится уменьшать примерно на 20%, дизели к детонации не склонны, поэтому при применении наддува степень сжатия приходится снижать незначительно, всего на несколько процентов, а иногда можно обойтись и без этого.

Читать еще:  Готовность к запуску двигателя

Эксплуатация: плюсы и минусы
К числу несомненных достоинств дизельных двигателей, как атмосферных, так и турбированных, относятся меньший, чем в бензиновых, расход топлива (примерно на 30%), нетребовательность к качеству топлива и экологическая чистота выхлопа. Дизельное топливо к тому же на 20-30% дешевле, хотя это сильно зависит от страны или региона.
Меньшая мощность дизелей с успехом компенсируется, как мы видели, применением наддува. На рис. 2 видно, что 1,2-литровый турбодизель по мощностным характеристикам эквивалентен 1,6-литровому атмосферному бензиновому двигателю.
В целом дизельный двигатель долговечен — его ресурс обычно на 20-30% больше, чем у бензинового. При турбировании ресурс, естественно, уменьшается, но не так сильно, как у бензинового, всего лишь на 10-20%. Иногда, как бы странно это ни звучало, турбирование может даже увеличить ресурс, например, при постоянной эксплуатации автомобиля в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха — наддув оптимизирует сгорание и позволяет избавиться от жесткой работы двигателя, снижая тем самым ударные нагрузки на его узлы и детали.
Благодаря простоте схемы управления турбокомпрессором повышается надежность и снижаются расходы на обслуживание.
В эксплуатации дизельных автомобилей есть некоторые особенности — неважно, турбирован их двигатель или нет. Главная из них — зимний запуск. По традиции многие считают, что дизель на морозе не запустишь. Это не так — если автомобиль рассчитан на эксплуатацию при низких температурах. Двигатель, например, Peugeot 405 при использовании соответствующего масла, зимней солярки и встроенных свечей накаливания для подогрева зоны впрыска пускается при температуре -32°С — доказано практикой. А вот в инструкции по эксплуатации Chevrolet Suburban с 6,5-литровым турбодизелем, который тоже оснащен свечами накаливания, уже при -18°С предлагается пользоваться электрическим нагревателем блока цилиндров с внешним, из розетки, питанием.
Еще одна проблема, на которую иногда жалуются, — это загрязнение форсунок от плохой солярки. Но эта же проблема возникает и в бензиновых двигателях с системами впрыска топлива. Решить ее позволяет периодическая, строго по инструкции или даже чаще, замена топливного фильтра. Заодно это продлит и срок службы плунжерных пар.
И наконец, стоимость. Как уже говорилось, дизель дороже. Но по сравнению со стоимостью самого двигателя стоимость турбокомпрессора относительно невелика, поэтому турбирование дизеля, значительно улучшая потребительские качества автомобиля, лишь ненамного увеличивает его цену.
В таблице 2 приведены некоторые характеристики автомобиля Peugeot 306 XT, оснащенного разными двигателями — двумя бензиновыми с впрыском и турбодизелем примерно такой же мощности. Сравнение характеристик показывает, что турбодизельный вариант ни в чем не уступает бензиновым. Действительно, турбодизельная версия стоит дороже на $1000. Но подсчитано, что на ее эксплуатации, например, в Германии в год при пробеге 20 тыс. км экономится DM900. Для России годовая экономия только на топливе составила бы $250-300. С учетом долговечности дизельного двигателя и меньших расходов на его эксплуатацию первоначальные дополнительные затраты окупятся за 2-3 года.
Некоторые могут возразить, что через такой срок автомобиль уже пора менять. Наверное, это правильно. Но не всем по карману. Да и покупать дизельный или турбодизельный автомобиль будут не любители острой спортивной езды, у которых машина все равно долго не живет, а те, кто предпочитает экономичность и надежность, пусть даже и несколько медлительную.

Таблица 1.
Характеристики Volkswagen Passat GT TDI



Двигательтурбодизель
Рабочий объем (см куб.)1898
Мощность (л. с.)90 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм)202 (1900 об./мин.)
Вес (кг)1343
Максимальная скорость (км/ч)178
Разгон от 0 до 100 км/час с13,9
переключением передач (сек.)
Разгон от 60 до 100 км/ч на11,6
4-й передаче (сек.)
Расход топлива (л/100 км)5,0-8,8
Уровень шума в салоне при 100 км/ч (дБ)67
Цена в Германии (DM)43600

Таблица 2.
Характеристики Peugeot 306 XT

Степень сжатия дизельного двигателя

В любом автомобиле двигатель является очень сложной системой, и дизельный не исключение. Они состоят из различных механизмов и сложных систем.
Когда происходит взаимодействие всех систем и механизмов, в двигателе образуется энергия, которая преобразуется во время сгорания смеси, образуемой из воздуха и топлива и далее кривошипно-шатунный механизм преобразует поступательно-возвратное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Содержание:

Что такое степень сжатия дизельного двигателя

Степенью сжатия является соотношение между полным объемом цилиндра, когда поршень располагается в нижней мертвой точке (НМТ) и объемом камеры сгорания во время достижения поршнем верхней мёртвой точки (ВМТ).


Такое соотношение показывает разницу в давлении, которое образуется в цилиндре мотора при попадании в него топлива. В документах, которые идут вместе с двигателем, такое соотношение указывается при помощи математических расчетов, например 18:1. Наилучшая степень сжатия в таком двигателе располагается в диапазоне от 18:1 до 22:1.

Принцип работы

В дизельных моторах в процессе сжатия, то есть когда происходит движение поршня к ВМТ, происходит очень быстрое сокращение объёма цилиндра. В итоге в камере сгорания располагается только воздушная масса, именно она сжимается, такой процесс носит название такт сжатия.
Когда к ВМТ подходит поршень, сжатие воздуха происходит на необходимую степень, происходит подача топлива в камеру сгорания под высоким давлением.

Топливо-воздушная смесь при образованном высоком давлении мгновенно воспламеняется и создает повышенное давление в камере, поршень в такой момент как раз проходит ВМТ. Одним из преимуществ дизеля является то, что смесь возгорается только от давления, нет необходимости в сложной и высокоточной системе зажигания. Но роз без шипов не бывает — обратной стороной повышенного давления является особое внимание к герметизации соединений и наличие топливного насоса высокого давления (ТНВД), штуки прецизионной и очень капризной. В процессе сгорания смеси образуется сильное давление, которое начинает давить на поршень и вести его к НМТ. При помощи шатуна все поршневые движения преобразуются во вращение коленчатого вала.

Процесс образования давления при возгорании смеси, которое заставляет передвигаться поршень к НМТ, носит название рабочий ход.
Степень сжатия играет особую роль в такте сжатия. Чем больше степень, тем быстрее и легче воспламеняется смесь, которая полностью сгорает и образует требуемое давление.

Если степень сжатия дизельного двигателя имеет высокий показатель, то она будет создавать высокую мощность при низком заборе топлива. Но у них степень сжатия способна варьироваться в оптимальном диапазоне, который нарушать не стоит, и это не просто так:

  • Если образовалась степень сжатия ниже допустимого диапазона, то значительно понижается мощность показателя, а объем потребляемого топлива начнет расти;
  • Если образовалась степень сжатия выше необходимого диапазона, то образуется сильная нагрузка на цилиндры и поршни, в результате они быстро изнашиваются.
  • Если произошло сильное увеличение степени сжатия, поршень начинает прогорать, а шатун изгибаться.

Зафиксированы случаи, когда при сильном повышении сжатия происходил взрыв всей системы без возможности ее восстановления.

Разница степени сжатия бензинового и дизельного двигателей

Степень сжатия и количество расхода топлива считаются основными показателями в обоих видах двигателей. Так как между сжатием и мощностью существует прямая зависимость.

В двигателях на бензине показатель сжатия находится на отметке 12 единиц, а у дизельных моторов данное число варьируется от 13 до 25 единиц.
Показателем экономичности является удельный расход топлива. Его прямой функцией является определение объема сжигаемого топлива во время работы при мощности 1 кВт за один час.
Бензиновые двигатели за час сжигают около 305 граммов топлива, в то время как дизельные всего 200 граммов.
К тому же у бензиновых моторов существует один существенный недостаток, у них низкая тяга во время работы на холостых оборотах. Очень часто двигатель глохнет, если совершается попытка движения на низких оборотах. А вот у дизельных двигателей такого недостатка нет.

Степень сжатия в двигателе играет очень важную роль, и за этим показателем рекомендуется следить, чтобы мотор работал долгое время, а основные запчасти не изнашивались за короткое время. Вмешиваться в систему, которая создана производителем, нежелательно, но если такая необходимость возникла, то лучше предоставить это дело специалисту.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector