Изучения работы дизельного двигателя

Принцип работы дизельного двигателя выглядит как самовоспламенение подающегося распыленного топлива при взаимодействии с разогретым при сжатии воздухом. В двух словах не совсем понятно, о чем идет речь, поэтому данную статью посвятим полностью дизельному двигателю.

Устройство дизельного двигателя – основные детали

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом.

Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры.

Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент.

Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

Области для воспламенения топлива бывают двух типов, в зависимости от вида самого дизельного агрегата.

Неразделенная камера сгорания находится в поршне, топливо же в этом случае впрыскивается в надпоршневое пространство.

В этом случае вы можете рассчитывать на экономичность, так как расход горючей смеси будет минимальным, однако отрицательным моментом послужит повышенный шум, особенно во время холостого хода.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы.

В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха.

Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Важно знать, как работает дизельный двигатель и по четырехтактной схеме. В первый такт делается впуск воздуха, в это же время открыт и выхлопной клапан.

Второй такт соответствует сжатию воздуха, чтобы он достиг необходимой температуры. На третьем такте впрыскивается горючая смесь в камеру сгорании, и в результате взаимодействия с разогретым воздухом происходит взрыв.

Во время четвертого такта осуществляется вывод выхлопных газов из тела цилиндра.

Четырехтактный мотор при прочих равных параметрах имеет меньшую мощность, чем двухтактный, но обладает большим КПД и более эффективной степенью сжигания топлива.

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями.

Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала.

Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель, а также тенденции его развития.

Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

• Михаил
• Распечатать

Чёрный дым, сизый дым, вибрации и стук: как правильно проверять дизельный мотор

Само собой, в общих чертах осмотр бензинового и дизельного мотора не сильно отличаются: нужно посмотреть, чтобы двигатель не истекал маслом и антифризом, чтобы в расширительном бачке антифриз стоял по уровню, чтобы был в норме уровень масла, чтобы не было посторонних звуков. Но в силу отсутствия как таковой системы зажигания и особенностей топливной аппаратуры оценить остаточный ресурс дизеля сложнее. Зато и отказаться от него проще: достаточно увидеть только сизый дым. Или чёрный. Или всё-таки белый? 

Основная особенность дизельный машин – это пробег, который обычно больше, чем у таких же машин с бензиновыми моторами. Дизельные машины почти всегда покупают с расчётом на большой пробег, иначе их преимущества не успевают раскрыться полностью. Соответственно, и на вторичном рынке с дизелем нужно быть внимательным: у них очень любят скручивать пробег.

Часто такие машины покупают те, кто много времени проводит на трассе, поэтому по состоянию руля, педалей и прочих «крутилок и вертелок» в салоне оценить пробег сложно. Лучше всего, конечно, пользоваться диагностическим сканером, а если нет и его, то хотя бы покупать отчёты в Интернете, недостатка в которых сейчас нет.

Цена ошибки при определении истинного пробега может быть велика.

Честно говоря, не знаю, почему у нас к дизелям многие до сих пор относятся с пренебрежением. Сейчас уже не те времена, когда дизельная машина напоминала тарахтящий вонючий грузовик.

Современный дизельный мотор (точнее, турбодизельный – атмосферных моторов на тяжёлом топливе не выпускают уже давно) – штука вполне комфортная, тяговитая и экономичная. А в некоторых случаях дизельный мотор на какой-то модели в принципе лучше, чем бензиновый.

Например, на многих Пежо и Ситроенах, где бензиновый ЕР6 – это единственный доступный мотор (причём далеко не лучший во всех отношениях), а дизели у PSA очень даже неплохие. Почему бы не рассмотреть в этом случае дизель? 

Понятно, что жители северных регионов часто не рассматривают дизели из-за сложностей с зимними пусками вкупе с частым отсутствием нормальной зимней солярки. Это справедливо: в некоторых регионах бензин будет лучше. Но в целом для современного дизеля те же самые -25 градусов – не проблема. Если, конечно, этот современный дизель исправен.

Итак, на что смотреть?

Начнём с начала. Как я уже говорил, первый осмотр начинается ровно так же, как и осмотр бензинового мотора. Но если чаще всего у атмосферного бензинового двигателя следы масла можно обнаружить под клапанной крышкой (течь прокладки клапанной крышки – очень популярный повод для торга), то у дизеля надо искать следы запотевания турбины и патрубков.

Основная причина повышенного расхода масла дизеля – это как раз турбина. Её ремонт обычно стоит хороших денег (даже если в ней можно заменить отдельно картридж), поэтому никакого масла снаружи быть не может. К сожалению, диагностировать турбину на глаз невозможно. Но после пуска мотора можно увидеть, что она требует ремонта. Об этом – чуть ниже.

Пока только смотрим, чтобы из неё не сочилось масло.

Ещё одна важная деталь турбины – это её оригинальность. Если продают машину с пробегом 100 тысяч, а вместо ККК или чего-то подобного стоит китайская деталь, нужно проверить истинность пробега. Так рано турбины обычно не разваливаются. 

Лучше всего определить состояние турбины поможет выхлоп. Газовать на холодном моторе смысла нет: в отличие от бензинового, даже холодный дизель имеет право немного дымить (даже при наличии сажевого фильтра). Поэтому прогреваем машину (не забываем, что в случае с дизелем лучше делать это на ходу) и приступаем к манипуляциям с педалью газа.

Тут нужен помощник. Первый раз он должен нажать на газ и несколько секунд держать чуть повышенные обороты (2500-3000, что для любого дизеля много). Повалил дым любого цвета – всё, можно уезжать.

На прогретом дизеле дыма на этих оборотах хотя бы первые несколько секунд быть не может. Точнее, может, но это говорит как минимум об изношенной поршневой.

Если на этом этапе дыма почти нет, можно перейти ко второму: нажать на педаль газа на несколько секунд сильнее, чтобы обороты поднялись хотя бы до 4000. И смотрим на дым.

Как ни странно, но наиболее безобидный результат – это чёрный дым. Он означает, что из трубы вылетает несгоревшая солярка. Причин может быть много: от дырявых патрубков до текущих форсунок и мёртвой турбины.

Если есть желание, можно разбираться в этом вопросе дальше (хотя бы проверить герметичность впуска, есть моторы, у которых классическая причина такого дыма – дырявые патрубки интеркуллера, и это восстанавливается не слишком дорого).

Если желание начать жизнь с этой машиной с ремонта отсутствует, лучше искать другой вариант. В целом тут есть одно правило: чем раньше в этом случае повалит чёрный дым, тем хуже. 

Если после этого заглушить мотор, запустить его снова и увидеть, что пуск горячего мотора происходит не сразу, то есть большая вероятность неисправности именно форсунок, которые переливают топливо. А может быть, и ТНВД. В общем, тут нужна качественная диагностика. 

В идеальной ситуации дыма после нескольких секунд работы при оборотах больше 4000 быть не должно.

Синий дым – это, как известно, признак сгорающего масла. То есть, тут набор проблем несколько иной. Скорее всего, неисправна турбина, но вполне может быть, что мотор уже растерял компрессию. В любом случае синий дым хуже чёрного, и устранение причин его появления обходится обычно дороже.

Не надо слушать тех, кто говорит, что дым появился после какой-то «чиповки». Да, такое действительно может быть (если, например, в программе неправильно настроен наддув), но сути дела это не меняет: проблема с наддувом есть, и её придётся устранять.

Если вдобавок к этому синему дыму машина с трудом запускается на холодную, то причина, скорее, именно в компрессии. Ещё раз проверяем истинность пробега.

Кстати, если повезло покупать машину в холод (не обязательно при отрицательной температуре, свечи обычно включаются при +8), обязательно смотрим на приборной панели индикацию работы свечей накаливания.

Если значок не гаснет, есть вероятность, что какая-то из свечей не работает, и об этом желательно узнать до покупки машины. Впрочем, если свечи не работают, холодный пуск будет трудным, и это будет заметно.

На всякий случай можно вытащить масляный щуп и попробовать найти в масле солярку. Если проблема с компрессией (читай – с кольцами, в том числе и с маслосъёмными) есть, то будет в поддоне и солярка.

Конечно, в разнос современные дизели идут реже, чем старые ЯМЗ, но и остановить их сложнее. Тут уже бессмысленно затыкать водительской фуфайкой воздухозаборник…

Остановить разнос такого дизеля часто невозможно, особенно – на машине с АКП (на механике шансов больше – можно попытаться перегрузить мотор высокой передачей). Одним словом, солярка в масле – это очень плохо. 

Ещё один хороший способ проверить дизель – это покататься на своей машине за машиной продавца и посмотреть на цвет дыма в различных режимах движения.

Ну и не забываем про слух. Все знают, что дизельный мотор работает с характерным стуком, но всё же этот стук не должен напрягать. Хорошо стучать могут даже форсунки, а некоторые из них (обычно пьезофорсунки) не ремонтируются в принципе и стоят как половина мотора. Тут желательно для референса иметь заведомо исправный дизель той же модели, чтобы послушать сначала его, а затем сравнить.

Дела семейные

В материалах о подержанных дизельных автомобилях мы часто говорим фразу «типично дизельные проблемы». Что к относится к этим семейным дизельным проблемам? Турбина, ТНВД, форсунки и «системы экологии». В этом списке чаще всего подводят как раз системы экологии, коих в современных дизельных автомобилях выше крыши.

Нет ничего страшного в том, если у машины заглушен EGR. Важно только понять, насколько грамотно он заглушен. Никаких заглушек из консервных банок быть не может – это явный признак неправильного и слишком дешёвого подхода. Конечно, заглушка должна быть, но она должна быть вырезана из толстого металла. Кроме того, EGR должна быть отключена программно.

Часто вместо её программного отключения просто стирают раздел диагностики системы, что неверно в принципе. Но глазами этого вы не увидите. Да и обычным сканером тоже: он просто не будет показывать никаких ошибок. Тут надо считывать прошивку и ковыряться в её файлах, что никто перед покупкой машины делать, конечно, не будет.

Это плохо, поэтому нужно убедиться, что хотя бы физически в EGR расправились не варварским способом.

То же самое относится к сажевому фильтру (при его наличии в заводской комплектации). Хотя тут ситуация немного иная: сажевый фильтр лучше бы на машине оставлять. Если EGR глушат хотя бы потому, что он сильно загрязняет впуск, то сажевый фильтр ничего не загрязняет. Другое дело, что часто его удаляют комплексно, вместе с EGR.

Не буду говорить о том, хорошо это плохо, но отмечу, что если EGR в пробах на холостых оборотах можно угробить и за 30 тысяч пробега, то сажевый фильтр живёт дольше. Поэтому опять же смотрим на пробег: если продавец убеждает, что пробег машины 70 тысяч километров, а сажевого фильтра уже нет, есть вероятность, что пробег заметно больше.

Ну или что обслуживали машину кое-как, что ещё хуже.

Ещё одна экологическая система дизеля – это мочевина. Многие от неё избавляются, чтобы не покупать реагент. В этом случае тоже требуется перепрошивка, поэтому нужно смотреть, где её делали. Если в гаражах, то, скорее всего, сделана она криво, потому что программно удалять мочевину довольно сложно.

Если система AdBlue (она же SCR и всё прочее) на машине стоит, нужно проверить, как работают все её компоненты. Тут некоторые вещи стоят неприлично дорого, поэтому лучше доверить диагностику профессионалам.

Даже такой, казалось бы, пустяк, как ошибка подогрева бака мочевины на каком-нибудь Мерседесе потребует вложений из трёхзначной суммы, так что придирчивость не помешает.

А если подогрев не работает, но нужно помнить, что раствор мочевины замерзает при -11 градусах, так что ездить получится только летом. 

Важнее, чем пробег

Дизель гораздо серьёзнее бензина относится к обслуживанию. Уехавшая от дилерского обслуживания дизельная машина частенько убивается экономией в виде редкой замены топливного фильтра, который на дизеле намного дороже, чем на бензине. А это убивает и ТНВД, и форсунки. 

Если в истории ремонтов есть ремонт форсунок, надо узнать, что стало причиной этой записи. Часто ремонт форсунок вызван износом ТНВД (абразив из старого насоса убивает форсунки), и в этом случае хорошо бы узнать, что там с ТНВД. Бывает, что форсунки отремонтируют, а на ремонт ТНВД денег пожалеют. В этом случае форсунки умирают повторно, а машину «сливают».

Если установлен любой подогреватель (Вебасто или любой другой, или простой электрический послепусковой фен), он должен работать. И хотя бы какие-то документы об обслуживании жидкостного подогревателя тоже должны быть.

В целом надо всегда помнить: дизель хорош только при очень качественном обслуживании. Если же обслуживали его кое-как, он способен выпить крови намного больше, чем солярки. Ухоженный дизель радовать может, запущенный будет только бесить. Причём – за ваши немалые деньги. 

Опрос

Покупали когда-нибудь машину с дизельным мотором?

Принцип работы дизельного двигателя

Дизель — это двигатель с внутренним смесеобразованием и воспламенением горючей смеси от сжатия. Необходимый для процесса сгорания воздух сильно сжимается в камере сгорания, в резуль­тате чего в ней создается высокая темпе­ратура. Под ее действием впрыскивае­мое в камеру сгорания дизельное топли­во воспламеняется, и запасенная в нем химическая энергия преобразуется в цилиндре через теплоту в механическую работу. Вот о том, какие принципы заложены в работу дизельного двигателя, мы и поговорим в этой статье.

Дизель — это двигатель внутреннего сгорания с высокоэффективным КПД (более 50% в крупных низкооборотных версиях). Связанные с этим низкий рас­ход топлива и низкая токсичность отработавших газов и уменьшенный предварительным впры­ском шум придают этим силовым агрега­там большое значение.

Дизель особенно адаптирован к над­дуву воздуха, что не только повышает выходную мощность и коэффициент по­лезного действия, но и, кроме того, уменьшает содержание вредных веществ в отработавших газах и снижает шум сгорания.

Для сокращения эмиссии NOx в лег­ковых и грузовых автомобилях часть отработавших газов возвращается во впускной тракт двигателя (рециркуляция отработавших газов). Чтобы получить еще более низкие выбросы NOx, возвращаемые отработавшие газы могут охлаждаться.

Дизели работают как по двухтактному, так и по четырехтактному принципу. Сегодня на автомобилях используются преимущественно четырехтактные дизели.

Дизельный двигатель может быть одно- или многоцилиндровым. При сгорании топливовоздушной смеси в камере сгорания повышается давление, под действием которого поршень 3 (рис. 1 «Четырехцилиндровый дизель без вспомогательных агрегатов«) начинает возвратно-поступательное движение в цилиндре 5. Этот принцип действия дал мотору наименование «поршневой двигатель».

Рис. 1 : 1. Распределительный вал 2. Клапан. 3. Поршень. 4. Система впрыска. 5. Цилиндр. 6. Система рециркуляции отработавших газов. 7. Впускной трубопровод. 8. Нагнетатель воздуха 1в данном случае — турбо-нагнетатель). 9. Выпускной коллектор. 10. Система охлаждения. 11. Шатун. 12. Система смазки. 13. Блок цилиндров. 14. Коленчатый вал. 15. Маховик.

Шатун 11 превращает возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала 14. Маховик 15 на коленчатом валу облегчает переход поршней через мертвые точки и сглаживает неравномерность вращения, возникающую из-за последовательного сгорания топливовоздушной смеси в отдельных цилиндрах.

Четырехтактный процесс в дизеле

В четырехтактном дизеле (рис. 2 «Рабочий цикл четырехтактного дизеля«) клапа­ны механизма газораспределения управ­ляют впуском воздуха и выпуском ОГ. Они открывают или закрывают впуск­ные и выпускные каналы головки цилин­дров. Каждый впускной и выпускной ка­нал может иметь один, два или три кла­пана.

Рис. 2 : а — впуск; b — сжатие; с — рабочий ход; d — выпуск.  1. Впускной распределительный вал. 2. Форсунка. 3. Впускной клапан. 4. Выпускной клапан. 5. Выемка в днище поршня. 6. Поршень. 7. Стенка цилиндра. 8. Шатун. 9.

Коленчатый вал. 10. Выпускной распределительный вал. а — угол поворота коленчатого вала. d — диаметр цилиндра. М — крутящий момент. s — ход поршня. Vc — объем камеры сгорания. Vh — рабочий объем. ВМТ — верхняя мертвая точка поршня.

НМТ — нижняя мертвая точна поршня.

Первый такт — впуск (а)

Поршень 6, находящийся в верхней мер­твой точке (ВМТ), движется вниз и уве­личивает объем цилиндра. Дроссельная заслонка отсутствует, и воздух через от­крытый впускной клапан 3 поступает не­посредственно в цилиндр. В нижней мертвой точке (НМТ) поршня объем ци­линдра достигает своего максимального значения (Vh + Vc).

Второй такт — сжатие (Ь)

Клапаны механизма газораспределения закрыты.

Движущийся поршень сжима­ет заключенный в цилиндре воздух, ко­торый, сообразно степени сжатия (от 6 у больших двигателей до 24 у двигателей легковых автомобилей), нагревается до высокой температуры, максимально до­ходящей до 900°С. В конце процесса сжа­тия форсунка впрыскивает топливо в ра­зогретый воздух под высоким давлением (в настоящее время приблизительно до 2000 бар).

В ВМТ поршня объем цилиндра до­стигает минимального значения (объем камеры сгорания Vc )

Третий такт — рабочий ход (с)

После задержки воспламенения (не­сколько градусов угла поворота коленча­того вала) начинается рабочий ход.

Тон­ко распыленное дизельное топливо вос­пламеняется в сильно сжатом горячем воздухе в камере сгорания и сгорает, вследствие этого заряд топливовоздуш­ной смеси в цилиндре продолжает разо­греваться дальше и давление в цилиндре поднимается еще выше.

Освобожденная при сгорании энергия определяется ко­личеством впрыснутого топлива (каче­ственное регулирование). Под действием давления поршень движется вниз, при этом тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Кривошипно-шатунный механизм преобразует кинетическую энергию поршня в энергию вращения коленчатого вала.

Четвертый такт — выпуск (d)

Рис. 4

Уже незадолго до нижней мертвой точки поршня открыва­ется выпускной клапан 4. Находящиеся под давлением горячие газы начинают выходить из цилиндра. Движущийся вверх поршень вытесняет остальные ОГ. После двух оборотов коленчатого вала новый рабочий цикл начинается с такта впуска.

Кулачки впуска и выпуска распреде­лительного вала служат для открытия и закрытия клапанов. У двигателей с од­ним распределительным валом движе­ние от кулачков чаще всего передается на клапаны с помощью коромысел.

Фа­зы газораспределения включают н себя моменты открытия и закрытия клапа­нов по отношению к положению колен­чатого вала (рис. 4 «Диаграмма фаз распределения четырехтактного дизеля«), поэтому они указы­ваются в градусах угла поворота колен­чатого вала.

Распределительный вал приводится от коленчатого вала зубчатым ремнем, цепью или набором шестерен. При четы­рехтактном процессе рабочий цикл со­вершается за два оборота коленчатого ва­ла, поэтому распределительный вал вра­щается с вдвое меньшей частотой, чем коленчатый.

Передаточное отношение между коленчатым и распределительным валами составляет, таким образом, 2:1.

При переходе от такта выпуска к так­ту впуска все клапаны некоторое время открыты одновременно — этот момент называется перекрытием клапанов. При этом оставшиеся в камере сгорания отработавшие газы вытесняются свежим зарядом воздуха в выпускной коллектор, одновременно охлаждая цилиндр.

Сжатие

• Зная рабочий объем Vh и объем камеры сгорания Vc можно определить степень сжатия ε:
• ε = (Vh + Vc)/Vc
• Величина степени сжатия в двигателе оказывает решающее влияние на:

• Процесс холодного пуска;
• Развиваемый крутящий момент;
• Расход топлива;
• Шумность работы дизеля;
• Эмиссию отработавших газов.

Рис. 3

В зависимости от конструкции двига­теля и типа смесеобразования степень сжатия дизелей для легковых и грузовых автомобилей составляет ε = 16-24. Эта величина значительно выше, чем у бензи­нового мотора ε = 7-13.

Из-за ограни­ченных антидетонационных свойств бен­зина топливовоздушная смесь при высо­ком давлении сжатия в камере сгорания и возникающей при этом высокой темпе­ратуре самовоспламенялась бы неконт­ролируемым образом. Воздух в дизелях сжимается до 30-50 бар в двигателях без наддува и до 70-130 бар в двигателях с наддувом. Температура при этом дости­гает 700-900°С (рис.

3 «Диаграмма повышения температуры при сжатии«). Температура вос­пламенения для легковоспламеняющихся компонентов дизельного топлива состав­ляет около 250°С.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Рабочий цикл авто с дизельным двигателем отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный  воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.

Первый такт — впуск.

Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем).

Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление  0.08—0.09 МПа.

Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.

Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного  двигателя:

а — впуск воздуха; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан

Второй такт — сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется исправностью деталей КШМ и равна 17—21.

Третий такт — рабочий ход.

В конце такта сжатия (20—30 градусов угла поворота коленчатого вала ло прихода поршня в ВМТ) с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением (15—20 МПа) в мелкораспыленном виде впрыскивается порция топлива. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются.

При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличиваются лишение и температура образовавшихся газов. В начале такта расширения давление газов составляет 7—8 МПа. а температура 2100—2300 К. Под действием давления поршень перемешается от ВМТ к НМТ, совершая полезную работу.

Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют 0,2-0,4 МПа .

Четвертый такт — выпуск.

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200.

  После этого рабочий цикл дизеля повторяется.В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода.

Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).

При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие.

Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.

Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1.5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.

К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.

Работа дизельного двигателя, подробнее

Диагностика дизельных двигателей — исследование ЗР

Дизель не экономит деньги, он просто дает взаймы — так говорят многие сервисмены, поскольку стоимость ремонта дизельных двигателей вызывает шок. Чтобы не быть обманутым, важно знать тонкости их диагностики.

Материалы по теме

Диагностика современного дизеля в целом и его отдельных систем занимает обычно гораздо больше времени, чем в случае с бензиновыми агрегатами. Для определения неисправности необходимо сочетание профессионального оборудования и высокой квалификации мастера. Но и при наличии такой базы приходится прибегать к специфическим приемам диагностики.

Основная сложность диагностики дизеля по сравнению с бензиновым мотором состоит в том, что у него меньше системных параметров, оценка которых позволяет сразу выйти на неисправность. Один из таких параметров — состав топливовоздушной смеси.

У дизеля его диапазон шире по сравнению с бензиновым мотором, вследствие чего сложно однозначно судить, бедна или богата смесь для определенного режима. Поэтому диагносту приходится сопоставлять много косвенных показателей.

Это напоминает детективное расследование с отсеиванием подозреваемых и постепенным выходом на истинного виновника.

Дедуктивный метод

Пример проведения косвенных замеров на дизеле в обход рискованных мероприятий — сравнение компрессии в цилиндрах по датчику тока. Со стороны процесс похож на диагностику электрики, а на самом деле это действенная проверка механической части двигателя.

Пример проведения косвенных замеров на дизеле в обход рискованных мероприятий — сравнение компрессии в цилиндрах по датчику тока. Со стороны процесс похож на диагностику электрики, а на самом деле это действенная проверка механической части двигателя.

Самая трудная задача — выявить плавающие неисправности, почти не оставляющие улик и обнаруживающие себя только в определенных режимах работы мотора.

С ней справится только опытный диагност-детектив, вооруженный хорошим сканером. Повезет, если за несколько поездок, сравнивая ключевые рабочие параметры основных систем двигателя, он сможет отловить виновника.

Но часто диагносту приходится использовать обходные приемы, дабы сузить круг подозреваемых.

Материалы по теме

Чтобы описать ход расследования, рассмотрим самые распространенные случаи, когда в сервис приезжает машина с явными и постоянными неисправностями.

В затрудненном пуске двигателя и нестабильности его работы в различных режимах чаще всего виновата топливная аппаратура.

Но важно гарантированно исключить и другие причины — например, проблемы с цилиндропоршневой группой, а именно снижение компрессии.

На дизельном моторе ее просто так не замеришь, придется демонтировать топливные форсунки или свечи предпускового подогрева, что чревато их повреждением. Вот здесь и приходят на помощь специфические методы диагностики.

Сперва с помощью сканера проверяют коррекцию топливоподачи по цилиндрам и динамику изменения давления топлива в рампе. Контроль этих параметров включен в бортовую систему диагностики автомобиля. Если давление в рампе нагнетается медленнее, чем положено, проводят проверку с помощью внешних измерителей.

Сначала отсекают линию низкого давления до ТНВД, подключая манометр или вакуумметр (в зависимости от типа подающего контура). Далее проверяют насос. К нему подсоединяют тестер давления так, что ТНВД качает топливо «в стенку»: в режиме прокрутки стартером он развивает максимальное давление, которое сравнивают с требуемым.

По разнице показателей оценивают состояние насоса и его дозирующего клапана.

Сканер G‑scan 2 — лишь один из десятка приборов, имеющихся на серьезной мультибрендовой СТО. У этого сканера хорошая графика и высокая скорость обмена данными с блоком управления двигателем. Это позволяет с высокой дискретностью записывать ключевые параметры работы двигателя при диагностике непосредственно во время движения автомобиля в реальных условиях.

Сканер G‑scan 2 — лишь один из десятка приборов, имеющихся на серьезной мультибрендовой СТО. У этого сканера хорошая графика и высокая скорость обмена данными с блоком управления двигателем. Это позволяет с высокой дискретностью записывать ключевые параметры работы двигателя при диагностике непосредственно во время движения автомобиля в реальных условиях.

С помощью этого тестера проверяют и правильность показаний датчика давления топлива в рампе. В этом случае устройство подключают к рампе вместо одной из топливных форсунок (ничего страшного, что мотор временно поработает без одного цилиндра). Показания тестера и сканера сравнивают и отсекают врущий сенсор на рампе.

Материалы по теме

Анализируя значения коррекции топливо­подачи, достоверно выявляют проблемные цилиндры. Если одна из форсунок недоливает или характер сгорания топливовоздушной смеси нарушен из-за снижения компрессии, блок управления двигателем попытается исправить ситуацию, увеличивая длительность впрыска. При этом значения коррекции будут заметно различаться по цилиндрам.

Далее диагност вычисляет виновника: форсунка это или снижение компрессии в цилиндре? Второй параметр часто оценивают косвенными методами, чтобы не выкручивать форсунки или свечи накаливания для подключения компрессометра: их легко повредить, особенно у моторов с большим пробегом.

Первый способ включен в функции бортовой диагностики у автомобилей некоторых марок.

По неравномерности вращения коленвала в момент его прокрутки без пуска мотора «мозги» сами определяют разброс компрессии по цилиндрам. Это экспресс-метод с невысокой точностью и повторяемостью результатов.

Он способен вычислить только сильно сдавшие цилиндры и не заметит менее явных отклонений, которые могут сказываться на работе двигателя.

Датчик тока — универсальный диагностический прибор. Он используется для сравнительного замера компрессии в цилиндрах, для проверки цепи свечей предпускового подогрева. С помощью этого прибора опытный диагност всегда определит, кто виновник — неисправные свечи или отказавший блок управления ими.Датчик тока — универсальный диагностический прибор. Он используется для сравнительного замера компрессии в цилиндрах, для проверки цепи свечей предпускового подогрева. С помощью этого прибора опытный диагност всегда определит, кто виновник — неисправные свечи или отказавший блок управления ими.

Один из профессиональных наборов для диагностики топливной системы. Представляет собой датчик для проверки максимального давления, развиваемого ТНВД, и колбы для оценки производительности системы обратного слива форсунок.Один из профессиональных наборов для диагностики топливной системы. Представляет собой датчик для проверки максимального давления, развиваемого ТНВД, и колбы для оценки производительности системы обратного слива форсунок.

При проверке обратного слива современных дизельных форсунок разных типов необходимо наличие переходников и адаптеров. ­­ Это обеспечивает полную герметичность соединений и исключает риск повреждения уплотнителей и контактных поверхностей.При проверке обратного слива современных дизельных форсунок разных типов необходимо наличие переходников и адаптеров. ­­ Это обеспечивает полную герметичность соединений и исключает риск повреждения уплотнителей и контактных поверхностей.

Второй косвенный метод замера компрессии более универсален. На один из проводов аккумулятора вешают датчик, регистриру­ющий пики потребляемого стартером тока при прокрутке коленвала. Чем выше компрессия в цилиндре, тем больше потребление в такте сжатия.

Датчик — это преобразователь тока в напряжение. Его подключают к осциллографу, и уже на его экране сравнивают значения пиков напряжений по цилиндрам. Если они одинаковы, то компрессия в цилиндрах считается оптимальной.

В противном случае с помощью синхронизации с другими сигналами можно «привязать» к пикам тока конкретные цилиндры. Или пойти дальше — провести реальный замер, одновременно задействовав компрессометр и датчик тока.

Тогда для двигателя конкретного типа получаем коррелированные (взаимосвязанные) значения (амперы и бары), которые пригодятся в будущем.

Если компрессия во всех цилиндрах нормальная, всё внимание направляем на топливные форсунки. Электрическую часть форсунок проверяют тестером, который замеряет их сопротивление и индуктивность, а также проверяет сопротивление изоляции.

Гидравлическую часть (как и ТНВД) можно полноценно проверить лишь на дорогих стендах, которыми располагают в основном профильные предприятия по ремонту топливной аппаратуры. В арсенале обычных СТО есть лишь привычный набор для проверки так называемой обратки (магистраль для слива топлива из форсунок в бак).

К форсункам подключают мерные колбы и смотрят, как они наполняются. При этом совсем не обязательно, что, к примеру, инжектор, прилично недоливающий топливо в цилиндр, будет сливать в обратку гораздо бóльшие объемы по сравнению с другими. Этот тест проводят в дополнение к остальным мероприятиям.

Если делать однозначные выводы только на основе его результатов, можно безос­новательно приговорить работоспособные элементы.

В арсенале мультимарочных СТО есть набор для проверки электрической части топливных форсунок. Он помогает при их диагностике на автомобиле и позволяет еще до установки на двигатель отбраковать неисправные детали из числа бывших в употреблении — их частенько приносят клиенты, которые желают сэкономить.В арсенале мультимарочных СТО есть набор для проверки электрической части топливных форсунок. Он помогает при их диагностике на автомобиле и позволяет еще до установки на двигатель отбраковать неисправные детали из числа бывших в употреблении — их частенько приносят клиенты, которые желают сэкономить.Фирменные дизельные техцентры (например, Делфи-Сервис или Бош-Сервис) есть далеко не во всех городах. Автовладельцам остается обращаться в обычные моно- или мультибрендовые автосервисы.Монобрендовые сервисы, специализирующиеся на одной марке или на нескольких, но принадлежащих одному концерну, имеют, как правило, большой, но узкий опыт. За многие годы они набили много шишек на некоторых ­моделях и зачастую даже без диагностического оборудования могут с ходу поставить диагноз по симптомам неисправностей. И обычно у них есть возможность временно поставить заведомо исправные элементы, чтобы точно установить виновника.Но и такие СТО иногда дают сбой. В этой сфере всегда была существенная текучка кадров. Рано или поздно матерый специалист уходит в другой техцентр, а его место занимает менее опытный мастер. Вдобавок, если какой-то сложный дефект диагностам сервиса доселе не встречался, их системных знаний, как правило, не хватает для вынесения точного вердикта.Сотрудники мультимарочных сервисов обычно более подкованы в фундаментальных вопросах: обязывает поток проходящих через их руки разнообразных машин и систем. Речь не о «временщиках», у которых на все случаи жизни есть один универсальный китайский сканер, а о серьезных СТО. Профессионалы используют широкую гамму диагно­стического оборудования и проверяют множество параметров. Однако порой на постановку правильного диагноза у них уходит гораздо больше времени, чем у коллег из монобрендового сервиса. А неко­торые сложные процедуры они не смогут выполнить из-за отсутствия узкопрофильного оборудования или оснастки.

Стандартная схема

Диагностика остальных систем дизеля проще, но без специального оборудования всё равно не обойтись. Прежде чем извлекать для осмотра свечи предпускового подогрева, замеряют их напряжение и сопротивление.

Оптимальный тест — подключение датчика тока, использу­емого для замера компрессии. Обычно свечами управляет отдельный блок.

Датчик вешают на его питающий провод и фиксируют общее потребление тока: по его значительному падению можно сразу определить, что не работает одна свеча или две. Далее переходят к проверке конкретных свечей.

У дизельных моторов вакуумная система обычно более сложная, чем у бензиновых, поэтому для проверки герметичности ее магистралей часто задействуют вспомогательное оборудование — дым-машину. Просочившийся дым однозначно укажет на прохудившееся место.

Этот аппарат используют и для проверки герметичности впускного тракта системы наддува. А вот ее управляющую часть (если она вакуумного типа) тестируют комбинированным способом.

Показания вакуумметра, подключа­емого в различные точки системы, сопоставляют с получаемыми со сканера данными об управляющем воздействии на соленоид и давлении наддува.

Дым-машина — ценнейший помощник для проверки герметичности впускного тракта и вакуумной системы дизеля.Дым-машина — ценнейший помощник для проверки герметичности впускного тракта и вакуумной системы дизеля.

Так выглядит процесс проверки так называемой обратки. Хорошо видно, что третья форсунка отправляет на слив гораздо больше солярки, чем все остальные. Однако это не повод сразу ее приговаривать — нужны дополнительные тесты.Так выглядит процесс проверки так называемой обратки. Хорошо видно, что третья форсунка отправляет на слив гораздо больше солярки, чем все остальные. Однако это не повод сразу ее приговаривать — нужны дополнительные тесты.

Материалы по теме

Состояние сажевого фильтра можно точно определить по показаниям датчика дифференциального давления. У любого дизельного автомобиля бортовая диагностика этого узла очень развита, и ее вполне достаточно для получения точных данных. На то, что фильтр забит выше допустимого уровня, укажет повышенное противодавление перед ним.

Относительно просто проверяется и работа клапана системы рециркуляции отработавших газов (EGR). Электрические клапаны обычно снабжены датчиком положения с обратной связью. В расчет берется и расход воздуха двигателем. Диагност с помощью сканера способен определить состояние клапана и его некорректную работу.

Посторонние шумы при работе дизеля — отдельная тема. На фоне общей громогласности мотора сложно определить их истинный источник. Основной шум дизеля связан с особенностями сгорания топливовоздушной смеси в цилиндре.

Если оно принимает аномальный характер, к примеру, из-за неисправной форсунки, звук усиливается. В этом случае отключают по одной форсунке, чтобы определить «громкий» цилиндр. Как только будет деактивирован нужный, посторонний шум сойдет на нет.

Правда, такой маневр не пройдет, если шумят два или более цилиндра.

Не панацея Полноценную диагностику дизельной топливной аппаратуры можно провести только в фирменных техцентрах производителей этих систем. В их арсенале есть многофункци­ональные стенды для проверки форсунок и ТНВД в различных режимах и оборудование для ремонта. Но даже такая техническая база не всегда дает стопроцентный результат.Известны случаи, когда на автомобиль устанавливают проверенные форсунки, с успехом прошедшие все испытания на стенде, - а неисправность не уходит. И причина не в негодном оборудовании или низкой ­квалификации сотрудников, а в специфических режимах работы топливной аппаратуры в реальных условиях — их не в состоянии ­воссоздать даже самые навороченные стенды.Часто встречаются проблемы и с отремонтированными деталями и узлами. Безукоризненно провести такие работы по плечу далеко не каждой СТО, и даже при грамотном подходе неизбежны осечки. В одних случаях восстановленная форсунка, прошедшая все проверки, вообще отказывается адекватно работать, а в других она капризничает только в некоторых режимах работы двигателя, хотя стенд прогнал ее по всем контрольным точкам и присвоил правильный код коррекции ­топливоподачи. В итоге приходится менять дорогущую форсунку, при том что владелец машины и так уже потратил массу времени и денег.

Благодарим за помощь в подготовке материала учебно-практический центр компании Интерлакен-Рус.