«Правда ли, что в современных дизелях требуется поддерживать обороты на уровне не менее 2500 об/мин, а то и больше? Слышал, что в противном случае от недостаточной смазки страдает распредвал, а также закоксовываются форсунки».
Скажем так: не требуется, а желательно. Или, что, наверное, более точно отражает положение дел, лучше сказать так: для поддержания дизеля в кондиции полезно чередовать эксплуатацию в городе с загородными поездками, в ходе которых работа дизельных моторов легковых автомобилей с частотой вращения порядка 2500 об/мин в порядке вещей.
Связано это с образованием сажи, являющейся результатом неполного сгорания топлива. Частички сажи, срастаясь и смешиваясь с продуктами термического разложения моторного масла, образуют отложения нагара, которые не только могут вызывать проблемы с распылением топлива форсунками, но и влияют на работу других узлов.
В числе «страдальцев» от сажи и нагара можно назвать, например, поршневые кольца, залегающие в канавках поршня, механизм изменения геометрии турбокомпрессора, лопатки которого теряют подвижность, опять же заедающие клапан EGR и вихревые заслонки во впускном коллекторе, коих сажа достигает по системе рециркуляции, засоряющиеся каталитический нейтрализатор выхлопных газов и сажевый фильтр.
Если не рассматривать неисправности силового агрегата, способствующие увеличенному появлению сажи, то остаются режимы работы, требующие, чтобы горючая смесь топлива с воздухом была обогащенной, что само по себе означает, что содержащееся в смеси топливо полностью сгорать не сможет. Это режимы запуска двигателя, его прогрева, работы на холостом ходу и с малой нагрузкой, а также режимы разгона автомобиля.
Чем чаще мотор работает на таких режимах, тем больше образуется сажи. Понятно, что в городе, где автомобилю постоянно приходится останавливаться у светофоров, пропускать пешеходов на нерегулируемых переходах, притормаживать перед «лежачими полицейскими», а затем набирать скорость, условия, благоприятные для образования сажи и накопления нагара, создаются чаще.
Но существуют и режимы, когда двигатель работает на обедненной смеси. В этих режимах топливо сгорает полнее, сажа не образуется, а тот нагар, что появился ранее, выгорает.
Поэтому при правильной работе исправного мотора нагар находится в состоянии динамического равновесия – сколько его появилось, столько же и выгорает, а тот, что остается, представляет собой тонкий поверхностный слой, покрывающий детали, соприкасающиеся с продуктами сгорания, но не накапливающийся и не ухудшающий работу двигателя.
Однако для города помимо условий движения, вызывающих повышенное образование сажи, характерны еще и короткие поездки, в ходе которых двигателю не хватает времени, чтобы нормально прогреться и в таком состоянии проработать достаточно долго, что требуется для выгорания нагара. Чем ниже температура окружающей среды, тем выше вероятность подобного.
Это объясняет, почему загородные поездки, когда автомобиль движется с высокой, но равномерной скоростью, а силовой агрегат при этом работает в установившемся режиме на экономичном составе смеси, можно рассматривать как профилактическую меру борьбы с нагаром. И относится сказанное не только к дизелям, но и к бензиновым моторам, особенно оснащенным системой питания с прямым впрыском, ибо для них проблема нагарообразования не менее актуальна.
Что касается недостаточной смазки распредвала, то о ней при исправном масляном насосе не может быть и речи.
Действительно, производительность насосов, применяемых в системах смазки автомобильных двигателей, и создаваемое насосами давление зависят от частоты вращения коленчатого вала.
Но если двигатель не изношен, из-за чего зазоры в узлах трения превысили предельную величину, то исправный насос, даже когда масло разогрелось до рабочей температуры, развивает достаточное давление, чтобы узлы, смазываемые под давлением, в том числе опорные шейки распредвала, не пострадали. В противном случае грош цена конструкторам, которые разработали систему смазки, делающую уязвимыми подобные узлы при работе двигателя на низких оборотах. Либо грош цена залитому в мотор маслу, если оно вызвало такие проблемы.
- Сергей БОЯРСКИХ Фото автора
- ABW.BY
У вас есть вопросы? У нас еcть ответы. Интересующие вас темы квалифицированно прокомментируют либо специалисты, либо наши авторы — результат вы увидите на сайте abw.by. Присылайте вопросы на адрес vopros@abw.by и следите за сайтом
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?
Дизельный двигатель — принцип работы. — drive2
На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения топливо-воздушной смеси.
В карбюраторных и обычных инжекторных двигателях приготовление смеси происходит не в цилиндре, а во впускном тракте. В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском смесь образуется так же как и в дизелях- непосредственно в цилиндре.
В бензиновом моторе топливо-воздушная смесь в цилиндре воспламеняется в нужный момент от искрового разряда. В дизеле же топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре.
Рабочий процесс в дизеле происходит следущим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия (16-24:1) разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке.
А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля.
Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Дизель имеет больший КПД (у дизеля – 35–45%, у бензинового – 25–35%) и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Но описанные недостатки относятся в основном к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.
- КОНСТРУКЦИЯ.
- ОСОБЕННОСТИ.
Как уже отмечалось, конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако аналогичные детали у дизеля существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия у него намного выше (16-24 единиц против 9-11 у бензинового).
Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень. Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Во многих случаях днище поршня содержит в себе камеру сгорания.
Днища поршней находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода. Так как воспламенение рабочей смеси осуществляется от сжатия, в дизелях отсутствует система зажигания, хотя свечи могут применяться и на дизеле.
Но это не свечи зажигания, а свечи накаливания, которые предназначены для подогрева воздуха в камере сгорания при холодном пуске двигателя.Поршни и свечи дизеля
- Технические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от типа камеры сгорания и системы впрыскивания топлива.
- ТИПЫ КАМЕР СГОРАНИЯ.
Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные.Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания.
Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.
Камеры сгорания дизелейПри форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью.
Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью.Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара.
В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива.
Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким.
Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.
Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.
Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и существенно снизить шумность. Новые дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.
- СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ.
- Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.
- Система питания дизеля.
Топливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра.
Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа.
Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название — рядные ТНВД.
Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.
Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа.
Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя.
В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам.
Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.
Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить.
Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима. Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях.
Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливо — воздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания.
Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом. В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливо-воздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе.
Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как «волновое гидравлическое давление». При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, «бегающие» по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны.
И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Ну, а о точности дозирования механической системы впрыска даже и говорить не приходится.
Насос-форсункаВ результате были разработаны два новых типа систем питания – в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел (насос-форсунка), а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Евро 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.
Насос-форсунка устанавливается в головку блока двигателя для каждого цилиндра. Она приводится в действие от кулачка распределительного вала с помощью толкателя. Магистрали подачи и слива топлива выполнены в виде каналов в головке блока.
За счет этого насос-форсунка может развить давление до 2200 бар. Дозированием топлива, сжатого до такой степени и управлением угла опережения впрыска занимается электронный блок управления, выдавая сигналы на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насос-форсунок.
Насос-форсунки могут работать в многоимпульсном режиме (2-4 впрыска за цикл). Это позволяет произвести предварительный впрыск перед основным, подавая в цилиндр сначала небольшую порцию топлива, что смягчает работу мотора и снижает токсичность выхлопа.
Недостаток насос-форсунок – зависимость давления впрыска от оборотов двигателя и высокая стоимость данной технологии.
Система Common Rail.
Система питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали.
Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска. Система Common Rail состоит из резервуара – аккумулятора высокого давления (иногда его называют рампой), топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУ) и комплекта форсунок, соединенных с рампой.
В рампе блок управления поддерживает, меняя производительность насоса, постоянное давление на уровне 1600-2000 бар при различных режимах работы двигателя и при любой последовательности впрыска по цилиндрам.
Открытием-закрытием форсунок управляет ЭБУ, который рассчитывает оптимальный момент и длительность впрыска, на основании данных целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. Форсунки могуть быть электромагнитными, либо более современными- пьезоэлектрическими.
Главные преимущества пьезоэлектрических форсунок — высокая скорость срабатывания и точность дозирования. Форсунки в дизелях c Common rail могут работать в многоимпульсном режиме: в ходе одного цикла топливо впрыскивается несколько раз – от двух до семи.
Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка».
Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно, снижается количество вредных компонентов в выхлопе. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, что приводит к уменьшению образования окиси азота- одной из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизеля. Характеристики двигателя с Common Rail во многом зависят от давления впрыска. В системах третьего поколения оно составляет 2000 бар. В ближайшее время в серию будет запущено четвертое поколение Common Rail с давлением впрыска 2500 бар.
ТУРБОДИЗЕЛЬ.
Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя.
Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы».
Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха — интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность.
Наддув позволяет добиться одинаковой мощности с атмосферным мотором при меньшем рабочем объеме, а значит, снизить массу двигателя.
Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для автомобиля средством повышения «высотности» двигателя — в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности.
В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель.
Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Поэтому все современные легковые дизели имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Соmmоn Rail.
Какие обороты должны быть на дизельном двигателе
27 марта 2018 Категория: Полезная информация.
Есть три группы водителей. Одни стараются ездить на максимально низких оборотах и «внатяг». Другие периодически крутят мотор до повышенных оборотов, считая это полезным. Третьи ездят в режиме «стрелка тахометра на пределе». Кто же прав?
Низкие обороты
Начнем с тех, кто предпочитает рано переключать передачи и держит обороты коленвала в пределах 2500 тыс. об/мин. на бензиновых двигателях и порядка 1100-1200 тыс. об/мин. на дизеле. Причем многие привыкают ездить так с самого начала, когда инструктор автошколы или родственник учит, что это помогает экономить топливо и не перегружать мотор.
Но все не так просто. Представим: автомобиль едет примерно 55 км/ч, на четвертой передаче по асфальту, обороты – в пределах 2000.
Затем рельеф дороги меняется, допустим, предстоит спуск или подъем, и водитель не переключает передачу, а просто добавляет или убирает газ. Это ведет к детонации мотора, он просто разрушается изнутри.
Расход топлива тоже не снижается, даже наоборот, нажатие газа на повышенной передаче под нагрузкой – чрезмерно обогащенная топливная смесь.
Кроме того, езда «внатяг» повышает износ двигателя из-за недостаточной смазки трущихся деталей мотора. Дело в том, что подшипники скольжения эффективно работают только в условиях, когда масло подается под высоким давлением в зазоры между валом и вкладышами.
Чем больше оборотов коленвала, тем больше давление масла и, соответственно, меньше износ сопряженных элементов.
И самое вредное последствие езды на низких оборотах – коксование двигателя, когда температура в цилиндрах просто не успевает повыситься на низких оборотах до той степени, чтобы убрать образующийся нагар на стенках.
Высокие обороты
Любителей раскручивать моторы легко понять: авто уверенно откликается на газование, совершать маневры даже в условиях резко ограниченного времени легко и приятно. Да и расход топлива возрастает не критически. Но есть свои нюансы.
Во-первых, что именно считать высокими оборотами. Точных цифр тут нет, ориентироваться нужно на рекомендации производителя. Например, для бензиновых моторов высокими считаются обороты превышающие 70% общедоступных. Для дизельного, из-за особенностей конструкции, высокие обороты те, что превышают крутящий момент.
Постоянная езда на высоких оборотах увеличивает нагрузку на детали двигателя и на систему охлаждения, из-за роста температуры. Как результат – повышенный износ мотора и риск его перегрева.
Идеально для дизельного ДВС
Как всегда, золотая середина – сохранить ресурс двигателя по максимуму поможет езда на средних оборотах и чуть выше среднего. Среднее определяется как 30-70% от максимума, который развивает двигатель. При этом важно учитывать тип и особенности ДВС.
Так, для малолитражного дизельного двигателя легковушки уверенную тягу создают обороты в пределах 2200 – 2500 тыс.
Из-за того, что у дизельных двигателей крутящий момент выше на низких оборотах, чем у бензиновых, даже современный дизель системы Common Rail можно раскрутить максимум до 4500 – 4800 тыс. об./мин.
При этом мощность дизельного двс резко падает уже при выходе на 3800 – 4000 тыс. об./мин. И получается, что для бензинового мотора – езда «внатяг», до для дизельного – обороты максимального крутящего момента.
Поэтому нет необходимости «раскручивать» дизельный мотор, это не даст прирост тяги, а вызовет только перерасход топлива и масла и износ элементов ЦПГ. Рабочие обороты дизельного двигателя в среднем составляют 1800 – 2800 об./мин. Этих показателей и стоит придерживаться и с их учетом корректировать свой стиль вождения.
- О том, как определить проблему с двигателем по цвету выхлопа, читайте здесь.
- Узнайте о том, как продлить ресурс жизни вашего дизельного двигателя, здесь.
Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог
ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ
На каких оборотах лучше ездить на дизеле
Вопросом касательно периодического раскручивания и/или постоянной эксплуатации дизельного двигателя на определенных оборотах часто задаются бывшие владельцы бензиновых авто. Стоит отметить, что понятие максимальных оборотов на дизеле и так называемые низкие обороты моторов на солярке сильно различаются применительно к тому или иному силовому агрегату.
Каждая модель ДВС имеет свои индивидуальные характеристики, которые выражены показателем мощности и крутящего момента. Необходимо также учитывать конструктивные особенности того или иного двигателя, определяющие максимально допустимые обороты дизеля. От моментной и мощностной кривой напрямую будут зависеть оптимальные режимы езды на конкретном моторе.
Для мощного турбодизельного мотора, который ставится на тяжелые грузовики, нормальный режим работы составляет около 1800 об/мин. Малолитражный дизель на легковой автомашине обеспечивает уверенную тягу в диапазоне 2200-2500 об/мин. Вполне очевидно, что и максимальные обороты на этих моторах будут отличаться.
Обороты на дизеле и бензиновом ДВС
Дизельные двигатели отличаются от бензиновых конструктивно, имеют более высокую степень сжатия и КПД. Главным отличием дизеля является более высокий крутящий момент на низких оборотах, хотя удельная мощность дизеля уступает агрегатам на бензине.
Другими словами, если необходимо осуществить перемещение большой массы, получив при этом хорошую тягу, крутящий момент дизеля является преимуществом. Если главной задачей выступает достижение максимума скорости, для чего потребуется больше мощности на максимальных оборотах, тогда это стихия бензиновых моторов.
Получается, дизельному мотору необходимо раскручиваться гораздо меньше для обеспечения максимума крутящего момента сравнительно с бензиновыми силовыми установками. Благодаря такой особенности дизельные ДВС изначально ставились на технику, для которой высокая скорость движения не являлась главным критерием.
Постепенное развитие технологий и стремление инженеров приблизить дизель по ряду показателей к бензиновому мотору привели к тому, что мощность дизельных агрегатов существенно увеличилась. Для заметного прироста мощности и крутящего момента одновременно с сохранением экономии дизтоплива конструкторы внедрили множество решений в устройство дизельного двигателя:
- Система топливоподачи получила непосредственный впрыск солярки в камеру сгорания, сама рабочая камера расположилась в днище поршня;
- Появился режим предварительного впрыска (подвпрыск) для снижения ударных нагрузок и повышения эффективности сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. Дизель стал работать намного менее жестко.
- Еще одним шагом стало совершенствование механизмов газораспределения, клапанов на цилиндр стало больше.
- Также существенное увеличение удельной мощности и крутящего момента обеспечила установка турбины на дизельный двигатель. Одной из новейших разработок принято считать турбину с изменяемой геометрией, в которой лопатки турбины могут намного более эффективно взаимодействовать с потоком отработавших газов.
В результате конструктивных доработок дизельные ДВС стали высокооборотистыми, вплотную приблизившись к аналогам на бензине.
Однако нужно учитывать и то, что максимальные обороты дизеля все равно меньше по сравнению с ДВС на бензине. Современный дизель с системой Common rail можно в среднем раскручивать максимум до 4500-4800 тыс.
об/мин, в то время как бензиновые агрегаты на легковых автомобилях спокойно выдерживают около 7 тыс. об/мин.
Мощность бензинового мотора нарастает постепенно и достигает пика на высоких оборотах. Дизель выходит на максимум мощности намного раньше, но после выхода уже на средние (применительно к бензиновому ДВС) обороты тяга дизельного мотора заметно слабеет.
Оптимальный диапазон оборотов
Именно по указанным выше причинам дизельные моторы имеют узкий диапазон оборотов. Рабочие обороты дизеля привязаны к пику крутящего момента и составляют 1800-2800 об/мин, а мощность резко снижается после 3800-4000 об/мин.
Эти особенности заставляют корректировать стиль езды на дизеле. То, что для бензина означает езду внатяг, которая возникает при слишком раннем включении повышенной передачи, для простого дизеля является оборотами максимального крутящего момента.
Что касается более оборотистых турбодизелей, стрелку тахометра лучше держать в зоне рабочих оборотов и раньше переключать передачи.
Крутить дизель до максимальных оборотов нет необходимости, так как после выхода за «моментные обороты» дальнейшего уверенного прироста тяги не последует. Более того, высокие обороты дизеля приводят к повышенному износу ЦПГ, перерасходу дизтоплива и дизельного моторного масла.
Загрузка...
