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

Gif работа дизельного двигателя

Дизельный генератор: принцип работы и устройство

В составе классического генератора присутствуют: двигатель (работающий, как правило, на дизельном топливе), блок управления и контроля системой, генератор переменного тока, топливная емкость, система охлаждения, смазочное и выхлопное оборудование, аккумулятор с зарядным устройством, регулятор напряжения, а также корпус или рама конструкции, в рамках которой все узлы объединяются воедино..

Двигатели и генераторы.

Стандартная дизельная электростанция имеет принцип работы, основывающийся на использовании дизельного двигателя. Именно эта деталь инициирует активацию системы и обеспечивает выполнение ее основных задач. ДВС в таких системах чаще всего имеет верхнеклапанное устройство, поскольку это решение наиболее компактное, малошумное, надежное и менее токсичное, чем остальные аналоги..

Современные генераторы электричества комплектуются двигателями воздушного и жидкостного охлаждения. Воздушные чаще применимы в быту, в то время как жидкостные подходят для заводских условий. Также по особенностям подачи воздуха в ДВС различают системы с турбонаддувом, без турбонаддува, а также комбинированные с реализованным промежуточным охлаждением и классическим турбонаддувом..

Учитывая, что дизельная электростанция характеризуется принципом работы, при котором энергия расширения газов становится механической, а та, в свою очередь, электрической, в этой системе одно из наиболее важных мест отведено альтернатору или генератору переменного тока. Он может быть как синхронным, так и асинхронным. Данное изделие включает корпус, внутри которого подвижный ротор, вращаемый в статоре (сердечник с обмоткой). Ротор может быть щеточным или бесщеточным, но его задача стандартна: формирование ЭМ-поля. Благодаря этому эффекту в обмотках статора появляется электродвижущая сила, дающая на выходе ток с нужными характеристиками..

Системы обеспечения функциональности двигателя.

Принцип работы любого дизельного генератора заключается в сотрудничестве ДВС и генератора переменного тока. Однако, если двигатель будет пребывать не в лучшем состоянии, это негативным образом скажется на состоянии всей конструкции. Чтобы обеспечить мотору максимальную продуктивность и хорошую работоспособность, производители снабдили его рядом дополняющих структур:

охлаждающей (складывается из помпы, бака, трубопроводов; может быть водяной или воздушной, основывающейся на использовании различных хладагентов);

запускающей работу двигателя (стартер, пусковой клапан, аккумулятор с зарядкой, компрессор, трубки; комплекс этих элементов помогает без эксцессов активировать двигатель);

смазочной (состоит из масляных емкостей, фильтров, радиаторов, маслопроводов и насосов; нейтрализует эффект чрезмерного трения ДВС с соседними элементами);

топливной (выполнена с использованием топливников, трубопроводов, насосов; обеспечивает подачу дизеля к двигателю для его последующей переработки);

подогревающей (поддерживает термические параметры двигателя на должном уровне, что особенно актуально для систем уличной эксплуатации; включает элементы как вентиляции, так и отопления: змеевики, подогреватели, лампы и т.д.).

Управление оборудованием.

В настоящее время в мире существует несколько вариаций ДЭС: основные (применяются в местах, удаленных от цивилизации или лишенных возможности подключения к централизованным сетям подачи электричества), аварийные (помогают избежать отключения оборудования на объектах, где остановка техпроцесса недопустима), резервные (подстраховочные, актуальны в случае отключения основной сети).. Практически все перечисленные дизельные электростанции имеют схожее устройство и принцип работы, поэтому всем им требуется специальный модуль, позволяющий настраивать систему под конкретные пользовательские задачи или, как минимум, управлять ей. Эта роль отводится панели управления и пультам ДУ. Ключевая функция панели управления – автозапуск оборудования в моменты отсутствия напряжения в основной электросистеме, дополнительные – отслеживание параметров конструкции (давление масла, частота вращения, температура), контроль функционирования ДВС, автоотключение генератора, остановка системы в случае фиксации критических симптомов на отдельных ее участках..

Рама, кожух, станина.

Монтаж элементов электростанции осуществляется на единой платформе. Как правило, она характеризуется наличием рамы (несущая часть + кожух) и заземлителя. Роль этого элемента защитная. Он предохраняет как технику от окружающей среды, так и операторов оборудования от нежелательного контакта с элементами конструкции..

В зависимости от формата станины, изделия могут относиться к числу открытых (актуальны только для использования внутри зданий) или закрытых (подходят для уличной эксплуатации). В специальный защитный противопогодный кожух одевают системы, которым назначена эксплуатация в полевых условиях. Контейнер становится пристанищем генератора в ситуации, если нужно вырабатывать энергию на открытом воздухе при сильном морозе или других критических внешних условиях..

Принцип работы дизельного генератора.

Зная компоненты электростанции, легко представить, как они взаимодействуют друг с другом, обеспечивая на обслуживаемом объекте продуцирование электричества в необходимом объеме..

  1. Ключевая роль в рабочем процессе отводится ДВС. Именно в двигателе происходит сгорание дизеля, поставляемого из топливного резервуара. Образуемые в ходе этого процесса газы расширяются, формируя всплеск энергии, служащей стимулом вращения коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм позволяет получить из энергии свежеобразованных газов искомую механическую энергию.
  2. Далее полученный вращательный момент передается ротору генератора, который, в свою очередь, отвечает за создание достаточного по мощности электромагнитного поля..
  3. Генератор включается в работу, благодаря чему в его обмотке появляется индукционный переменный ток, который и подается к конечному потребителю электричества..

Таков принцип работы и устройство каждого дизельного генератора. Зная этот несложный процесс, легко диагностировать поверхностные повреждения и поломки. Например, если оборудование не запускается, есть вероятность, что сломалась топливная система (не подается ДТ), сбоит стартер или система холодного пуска. Это не значит, что собственник автономной системы генерации электричества должен сразу же чинить конструкцию, однако осведомленность об особенностях функционирования позволяет ему сориентироваться, когда нужно вызывать специалистов для диагностики или ремонта..

Принцип работы передвижного дизельного генератора.

Особой разновидностью техники, используемой для получения электричества в условиях отсутствия подключения к централизованной сети, являются передвижные установки универсального формата. Они оптимизированы для работы в полевых условиях и имеют несколько отличную от бытовых стационарных модулей конструкцию. Устройство таких установок предполагает наличие выпрямителей тока, средств пожаротушения, распределительных силовых шкафов, отопительно-вентиляционных блоков, набора кабелей для выполнения подключения, пульта дистанционного управления..

Передвижные электростанции на дизельном топливе могут оснащаться собственной системой передислокации с места на место или же созданы таким образом, чтобы легко транспортироваться автоприцепами: одноосными – если мощность оборудования не превышает 10 киловатт и двухосными, если мощность выше 20 кВт..

Стоит отметить, что принцип работы дизельного генератора мобильного формата аналогичен функционированию стационарных установок.

Как улучшить работу дизельного мотора

Статья о том, как можно улучшить работу дизельного двигателя — советы, рекомендации, описание необходимых действий. В конце статьи — видео о том, как увеличить мощность дизеля. Статья о том, как можно улучшить работу дизельного двигателя — советы, рекомендации, описание необходимых действий. В конце статьи — видео о том, как увеличить мощность дизеля.

Сильный мотор — это скорость, а кто же не любит быстрой езды! Многие автолюбители подвержены идее создания более мощного двигателя. Доработка мотора повысит его динамику и снизит расход топлива. Повышенная динамика придает уверенности водителю за рулем. Езда становится комфортней, в действиях водителя при обгоне появляется решительность.

Одним из основных преимуществ повышения динамики двигателя является резкий старт и стремительный набор скорости. Если подойти к проведению этой процедуры грамотно, то можно раскрыть скрытые возможности автомобильного «сердца».

Есть несколько способов увеличения мощности мотора. Некоторые из них имеют невысокую категорию сложности, и их может выполнить каждый автолюбитель; другие без вмешательства специалистов будет провести весьма проблематично.

Повышение мощности дизельного мотора

На мощность мотора непосредственное влияние оказывает компрессия подачи топлива в камеру сгорания. Повышенное давление в значительной степени будет способствовать более продуктивному сгоранию топлива. Благодаря этому выделяется больше энергии и происходит повышение мощности.

Увеличение компрессии может быть достигнуто за счет регулирования систем питания, которое регулирует пропорциональность поступления топлива в камеру. Различают следующие системы питания:

    Механический впрыск. Теперь практически не используется. Устанавливалась в моторах, которые выпускались до 2008 года. Массу топлива в этом случае определяет топливный насос. Частота вращения коленвала обуславливается силой впрыска.

  • Электронный впрыск. Используется практически на всех современных машинах. Здесь происходит нагнетание топлива в рампу. Сам впрыск осуществляется магнитными форсунками. Регулировка времени впрыска и его компрессии осуществляется при помощи электронного блока. Технические характеристики мотора вполне можно улучшить, если произвести некоторые изменения в системе питания.
  • Далее будут описаны способы улучшения работы мотора, подходящие только для электронной системы питания.

    Чип-тюнинг

    Этот способ требует вмешательства в электронику автомобиля — его придется перепрограммировать. В ЭБУ поступает вся информация, касающаяся двигательной системы. На ее основе электроника определяет степень оборотов коленвала и интенсивность подачи топлива. Заводские настройки электроники рассчитываются на усредненные показатели работы мотора и экономии его ресурсов.

    Осуществляя чип-тюнинг, можно совершить перенастройку микросхемы запоминающего устройства или ее полную замену с последующей перепрошивкой. Подготовка к осуществлению чип-тюнинга включает следующие этапы:

      Прежде всего, нужно приобрести сканер, с помощью которого будет осуществляться диагностика узлов автомобиля.

    У прошивки есть несколько версий — необходимо выбрать более подходящую для себя.

    Программу для перепрошивки следует установить на ноутбук. Она обязательно должна совмещаться с ЭБУ авто.

    Если требуется сменить микросхему, ее нужно купить.

    Также потребуется программатор ЭБУ. Это устройство можно также купить или арендовать, а некоторые умельцы делают его своими руками.

  • Последнее, что будет нужно — это K-Line адаптер. Он необходим для соединения программы с портом машины.
  • Для осуществления чип-тюнинга следует произвести следующий порядок действий:

      При помощи сканера ищутся ошибки в системе. Если они обнаруживаются, необходимо совершить их сброс.

    Блок управления нужно достать, предварительно сняв его защитную крышку.

    Производится замена микросхемы ПЗУ.

    После этого блок управления возвращается на прежнее место.

    Аккумуляторная батарея подключается.

    Ноутбук соединяется с портом диагностики. Следует заранее позаботиться о полной зарядке компьютера. Еще лучше, если он будет подключен к электрической сети.

    Читать еще:  В двигателе бензин как от него избавиться

    После этого необходимо включить зажигание.

    На ноутбуке запускается программа для изменения настроек мотора.

  • После установки программы зажигание отключается, а кабель отсоединяется.
  • Положительные стороны чип-тюнинга:

    Топливо начинает расходоваться экономнее.

    Снимаются скоростные ограничения.

  • Режимы хода изменяются.
  • Чип-тюнинг будет более эффективен в машинах с дизельными двигателями с турбиной. Мощность мотора в этом случае повышается на треть, а крутящий момент увеличивается наполовину. Но у этого действия есть и свои минусы.

    Отрицательные стороны чип-тюнинга:

      Мощность мотора, конечно увеличивается, но вот срок его службы несколько сокращается.

  • Двигатель вполне может получить некоторые повреждения (мотор может начать детонировать).
  • Итак, из вышесказанного видно, что замена чипа вполне может повысить КПД мотора. Но без специальных навыков производить данную процедуру рискованно. Совсем не каждый водитель сможет справиться с этой задачей. Однако ничего сверхсложного в ней нет, и необходимо только «дружить» с электроникой.

    Установка специальных модулей

    Силовые характеристики дизельного двигателя могут быть увеличены при помощи специальных блоков. Этот способ наиболее популярен среди автолюбителей. Данные модули взаимодействуют с топливной системой. Они не участвуют в работе ЭБУ, но вместе с ним совершают контроль электронных датчиков.

    Устанавливать модули нетрудно, но необходимо следовать определенной инструкции, которая прилагается к каждому блоку. Всего существует 4 категории блоков:

      Блок изменения сигналов управления форсунками. Он предназначен для осуществления контроля над активностью форсунок — затормаживает или останавливает поднятие иглы. В результате этого происходит оптимизация расходования топлива и увеличивается эффективность ее сгорания. Блок соединяется к форсункам при помощи проводов. Совмещается со всеми дизельными двигателями с современной топливной системой питания.

    Блок изменения системы работы топливного насоса. Взаимодействуя с датчиком компрессии топливной смеси, данный блок занижает исходящие от него показания. Это приводит к понижению давления в ТНВД и повышает динамику мотора. Ресурс двигателя при этом никак не страдает. Блок соединяется с топливным насосом и ЭБУ при помощи проводов. Он вполне может быть совмещен со старыми дизельными двигателями, которые изготавливались еще до 2008 года.

    Блок, изменяющий показания датчика давления топливной рампы. При помощи этого прибора происходит «обман» ЭБУ — ему сообщается, что давление в топливной рампе снижено. Блок управления «думает», что обороты мотора упали, и начинает менять динамику работы форсунок. Это приводит к уменьшению расхода топлива и к увеличению мощности мотора. К датчику давления рампы блок присоединяется при помощи проводов. Он может быть совмещен только с современными двигателями.

  • Блок оптимизации работы ЦП ЭБУ. С его помощью происходит определение давления топлива. При его увеличении поступает импульс в ЭБУ для увеличения тайминга форсунок. В модуль встроена специальная программа, производящая коррекцию работы двигателя без ЭБУ. Показания датчиков при этом не изменяются. Блок может быть совмещен со всеми видами современных моторов.
  • Положительные стороны использования модулей:

      Мощность мотора увеличивается.

    Расходование топлива уменьшается.

  • Установка проста и ни у кого не вызовет сложностей.
  • Отрицательные стороны:

      Срок службы блока цилиндров несколько уменьшается.

    Уменьшается и срок службы топливного насоса.

  • Вредные вещества начинают выбрасываться более активно.
  • Использование турбонаддува

    Использование турбины приводит к значительному повышению мощности дизельного мотора. Цилиндр начинает получать воздух в большом объеме. А объем топлива увеличивается при помощи электроники. Отработанные газы начинают раскручивать турбину с пониженных оборотов мотора, что приводит к увеличению тяги.

    Одна из особенностей дизельных моторов — у них нет дросселя. Благодаря этому воздух быстро поступает в цилиндры без всяких систем управления. Чтобы мотор не перегрелся, следует установить интеркулер, который охлаждает поступающий в цилиндры воздух.

    Положительные стороны турбонаддува:

      Происходит более эффективное сгорание топлива.

  • Мощность мотора увеличивается.
  • Отрицательные стороны турбонаддува:

      Срок работы весьма ограничен.

    Расход топлива несколько увеличивается.

    Необходимо использовать только дорогое масло.

  • Сама турбина тоже стоит недешево.
  • Все описанные выше способы смогут помочь сделать машину более быстрой. Наибольшей популярностью среди водителей пользуется способ установки дополнительных блоков. Но не нужно забывать и о том, что увеличение мощности мотора обязательно приведет к сокращению срока его эксплуатации.

    Кроме того, повышение скорости автомобиля всегда сопряжено с дополнительными расходами, связанными с установкой более эффективной тормозной системы. Поэтому стоит крепко подумать перед принятием решения о тюнинговании автомобиля.

    Видео о том, как увеличить мощность дизельного мотора:

    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.

    Читать еще:  Электро схема двигателя лифан

    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.

    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

    Европейцы начали разработку корабельного дизеля на аммиачном топливе

    MAN Energy Solutions

    Консорциум из нескольких европейских компаний и институтов начал разрабатывать гибридный корабельный двигатель, работающий на смеси аммиака и дизельного топлива. Использование аммиака в качестве одного из компонентов горючего позволит снизить парниковые выбросы. Как пишет издание The Maritime Executive, проект планируют завершить к 2024 году.

    Судоходство считают самым экологически чистым видом транспорта. На одну тонну перевозимого груза крупный контейнеровоз выделяет в десятки раз меньше углекислого газа, чем грузовой самолет. Однако это нивелируется масштабами судоходства — 90 процентов мировых грузоперевозок выполняют морские суда. В результате, объем углекислого газа, который выбрасывают корабли, достигает двух-трех процентов общих антропогенных выбросов, наравне с авиацией. Поэтому Международная морская организация приняла решение снизить этот показатель в два раза к 2050 году.

    Один из способов достичь этой цели — использование топлива, которое не выделяет при сгорании углекислый газ, например, водорода или аммиака. Хотя у водорода и самая высокая удельная теплота сгорания, использовать его неудобно, потому что он требует криогенных условий для хранения в жидком состоянии. Аммиак же остается жидкостью при температуре в -33 градуса Цельсия.

    Компания MAN Energy Solutions в партнерстве с рядом других европейских фирм и институтов приступила к разработке среднеоборотного гибридного судового двигателя, работающего и на дизельном топливе, и на жидком аммиаке. Программа носит название «AmmoniaMot». По проекту, новая энергетическая установка будет представлять собой четырехтактный поршневой дизельный двигатель с широкими цилиндрами, работающий на скорости 300—1000 оборотов в минуту.

    Читать еще:  Щеточный двигатель как генератор

    Для отработки технологических решений проекта Мюнхенский университет построит экспериментальный стенд для быстрого сжатия и расширения топливной смеси — модель цилиндра двигателя. Совместно с MAN университет изучит особенности сгорания аммиака в разных режимах и создаст оптимальные термодинамические модели этого процесса, чтобы создавать в будущем двигатели различных размеров. Соответствием топливной системы нового двигателя международным техническим стандартам и требованиям безопасности должно немецкое конструкторское бюро Neptun Ship Design. Систему впрыска аммиака создаст французская производственная фирма Woodward L’Orange. Испытывать прототип топливной системы будут на высокооборотном испытательном двигателе, который предоставит компания WTZ. По результатам испытаний консорциум разработает технологические решения для силовой установки, которую в итоге будет серийно производить компания MAN.

    Согласно предварительному техническому докладу компании MAN, за основу будущего двигателя взяты наработки по силовым установкам, которые работают на пропане и метиловом спирте. Экзотермическая реакция горения аммиака на выходе дает азот и воду, но для ее протекания требуется очень большая температура и давление — 70 бар в цилиндре и 600—700 бар в нагнетателе. Снизить температуру вспышки позволяет добавка дизельного топлива. При этом будет образовываться некоторое количество углекислого газа и закиси азота, которую предлагается удалять из выхлопа с помощью каталитического фильтра.

    Еще один способ повышения экологичности двигателей, которым занимаются по всему миру — использование биотоплива. Так, концерн Airbus готовится к летным испытаниям пассажирского лайнера A350-900, в время которых двигатель самолета будет работать на 100-процентном биотопливе. А испытательный полет реактивного истребителя на таком топливе провели еще в 2017 году. При этом, никаких модификаций летательного аппарата и его двигателя не потребовалось.

    Дизельные двигатели

    Конструкционные особенности дизельных двигателей

    Дизельный двигательный агрегат – одна из разновидностей поршневых силовых установок. По своему исполнению он почти ничем не отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания. Там имеются те же цилиндры, поршни, шатуны, коленвал и прочие элементы.

    Действие «дизеля» основано на свойстве самовоспламенения дизтоплива, распыляемого в пространстве цилиндра. Клапаны в таком моторе значительно усилены — это необходимо было сделать для того, чтобы агрегат был устойчив к повышенным нагрузкам в течение длительного времени. Из-за этого вес и размеры «дизеля» больше, чем у аналогичной бензиновой установки.

    Есть и существенное отличие между дизельными и бензиновыми механизмами. Оно заключается в том, как именно образуется топливовоздушная смесь, каков принцип ее воспламенения и горения. Первоначально в работающие цилиндры направляется обычный чистый воздушный поток. По мере сжатия воздуха он прогревается до температуры около 700 градусов, после чего форсунки впрыскивают горючее в камеру сгорания. Высокая температура способствует моментальному самовозгоранию топлива. Горение сопровождается быстрым нагнетанием высокого давления в цилиндре, поэтому дизельный агрегат издает характерный шум в процессе работы.

    Запуск дизельного двигателя

    Пуск «дизеля» в холодном состоянии осуществляется благодаря свечам накаливания. Это нагревательные электроэлементы, интегрированные в каждую из камер сгорания. При включении зажигания свечи накаливания нагреваются до сверхвысоких температур = около 800 градусов. При этом разогревается воздух в камерах сгорания. Весь процесс занимает несколько секунд, а о готовности дизеля к запуску водителя оповещает сигнальный индикатор в панели приборов.

    Подача электричества на свечи накаливания снимается автоматически примерно через 20 секунд после запуска. Это необходимо для обеспечения устойчивой работы холодного двигателя.

    Устройство топливной системы дизельного мотора

    Одной из самых важных систем двигателя, работающего на дизельном топливе, считается система подачи горючего. Ее главная задача – подача дизтоплива в цилиндр в жестко ограниченном количестве и только в заданный момент.

    Основные компоненты топливной системы:

    • топливный насос высокого давления (ТНВД);
    • форсунки подачи горючего;
    • фильтрующий элемент.

    Основное назначение ТНВД — подача горючего на форсунки. Он работает по заданной программе в соответствии с тем режимом, в котором функционирует мотор, и действиями водителя. Фактически, современные топливные насосы являются высокотехнологичными механизмами, которые автоматически управляют работой дизельного мотора на основании управляющих воздействий водителя.

    В тот момент, когда водитель выжимает газовую педаль, он не меняет количество подачи горючего, а вносит изменения в работу регуляторов в зависимости от силы нажатия на педаль. Именно регуляторы изменяют количество оборотов двигателя и, соответственно, скорость машины.

    Как отмечают специалисты ГК Favorit Motors, на легковых авто, кроссоверах и внедорожниках чаще всего устанавливают ТНВД распределительной конструкции. Они имеют компактные размеры, равномерно подают топливо в цилиндры и качественно работают на высоких оборотах.

    Форсунка получает топливо от насоса и регулирует его количество перед тем, как перенаправить горючее в камеру для сгорания. На дизельные агрегаты устанавливают форсунки с распределителем одного из двух видов: шрифтовым либо многодырчатым. Иглы распределителей изготавливаются из высокопрочных жаростойких материалов, поскольку они работают в условиях высоких температур.

    Топливный фильтр — это простой и, одновременно, один из важнейших компонентов дизельного агрегата. Его рабочие параметры должны в точности соответствовать конкретному типу двигателя. Назначение фильтра — отделение конденсата (для этого предназначено нижнее сливное отверстие с пробкой) и устранение лишнего воздуха из системы (используется верхний насос подкачки). На некоторых моделях авто предусмотрена функция электрического подогрева топливного фильтра — это позволяет упростить запуск дизеля в зимний период.

    Виды дизельных агрегатов

    В современном автомобилестроении используются два типа дизельных силовых установок:

    • двигатели с прямым впрыском;
    • дизели с раздельной камерой сгорания.

    У дизельных агрегатов с прямым впрыском камера сгорания интегрирована в поршень. Горючее впрыскивается в пространство над поршнем, после чего направляется в камеру. Прямой впрыск топлива обычно используется на низкооборотных силовых установках с большим рабочим объемом, где имеются сложности с процессом воспламенения.

    Более распространены сегодня дизельные моторы с раздельной камерой. Впрыск горючей смеси производится не в пространство над поршнем, а в дополнительную полость, которая имеется в головке цилиндра. Такой способ оптимизирует процесс самовоспламенения. К тому же такой тип дизеля работает с меньшим шумом даже на самых высоких оборотах. Именно такие двигатели сегодня устанавливают на легковых автомобилях, кроссоверах и внедорожниках.

    В зависимости от конструктивных особенностей дизельный силовой агрегат работает в четырехтактном и двухтактном циклах.

    Четырехтактный цикл подразумевает следующие этапы работы силового агрегата:

    • Первый такт – это поворот коленвала на 180 градусов. Благодаря его движению открывается впускающий клапан, в результате чего воздух подается в полость цилиндра. После этого клапан резко закрывается. Одновременно с этим при определенном положении открывается и выхлопной (выпускающий) клапан. Момент одновременного открытия клапанов называют перекрытием.
    • Второй такт — это сжатие воздуха поршнем.
    • Третий такт — начало хода. Коленвал поворачивается на 540 градусов, топливно-воздушная смесь воспламеняется и сгорает при соприкосновении с форсунками. Выделяющаяся при горении энергия поступает в поршень и заставляет его двигаться.
    • Четвертый такт соответствует повороту коленвала до 720 градусов. Поршень поднимается вверх и выбрасывает через выпускной клапан отработавшие продукты горения.

    Двухтактный цикл обычно используется при запуске дизельного агрегата. Суть его заключается в том, что такты сжатия воздуха и начало рабочего процесса у него укорочены. При этом поршень выпускает отработавшие газы через специальные впускные окна во время своей работы, а не после того, как опустится вниз. После принятия исходного положения осуществляется продувка поршня, чтобы удалить остаточные явления от горения.

    Преимущества и недостатки использования дизельных двигателей

    Силовые агрегаты на дизельном топливе характеризуются высокой мощностью и коэффициентом полезного действия. Специалисты ГК Favorit Motors отмечают, что автомобили с дизельными агрегатами с каждым годом становятся все более востребованными в нашей стране.

    Во-первых, благодаря особенностям процесса горения топлива и постоянному выхлопу отработавших газов, дизель не предъявляет строгих требований к качеству топлива. Это делает их и более экономичными и доступными в обслуживании. Кроме того, расход топлива у дизельного мотора меньше, чем у бензинового агрегата аналогичного объема.

    Во-вторых, самовозгорание топливно-воздушной смеси производится равномерно в момент впрыска. Поэтому дизельные двигательные аппараты могут работать на пониженных оборотах и, несмотря на это, выдавать очень высокий крутящий момент. Такое свойство позволяет сделать транспортное средство с дизельным агрегатом намного легче в управлении, нежели авто с потреблением бензинового топлива.

    В-третьих, в использованных газовых выхлопах дизельного мотора содержится гораздо меньше окиси углерода, что делает эксплуатацию таких авто экологичной.

    Несмотря на свою надежность и высокий моторесурс, дизельные силовые агрегаты со временем выходят из строя. Самостоятельно проводить ремонтные работы мастера ГК Favorit Motors не рекомендуют, ведь современные «дизели» — это высокотехнологичные установки. И для их ремонта необходимы специальные знания и оборудование.

    Специалисты автосервиса Favorit Motors – это квалифицированные мастера, которые прошли стажировку и обучение в учебных центрах заводов-производителей. Они обладают доступом ко всей технологической документации и имеют многолетний опыт ремонта дизельных агрегатов любых модификаций. В нашем техцентре имеется все необходимое оборудование и узкопрофильные инструменты для диагностики и ремонта дизельных моторов. Кроме того, услуги по восстановлению и ремонту «дизелей», оказываемые в ГК Favorit Motors, являются необременительными для кошельков москвичей.

    Мастера автосервиса отмечают, что долговечность работы «дизеля» напрямую зависит от того, насколько своевременно и качественно проводится сервисное обслуживание. В техцентре Favorit Motors регламентное ТО выполняется в строгом соответствии с технологическими картами производителя и с использованием только высококачественных сертифицированных запчастей.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector