1. Як працює дизель, що добре, а що не зовсім
2. Особливості та пристрій деяких вузлів
3. Принцип роботи камер згоряння і їх типи
4. паливоподаючі системи
5. Наддувши, турбодизель
6. Висновок!

Вражаючими темпами розвиваються дизельні технології особливо в останні десять років. Половина нових автомобілів продаються сьогодні в Європі є їх модифікаціями мають дизельний мотор. Незважаючи на те що принцип роботи дизельного двигуна залишився колишнім, він став тихіше, екологічно чистіше, а неприємний запах, чорний густий дим з труби і гучне торохтіння залишилися далеко в минулому.

Таким був дизель на зорі свого становлення

Не тільки економічність, але і висока потужність, хороша динаміка стали основними характерними рисами сучасних дизельних моторів. Цікаво як же вдається дизелю відповідати постійно зростаючим значенням норм токсичності, не тільки не програючи при цьому в потужності і економічності, а постійно покращуючи ці показники. Спробуємо по порядку все розглянути.

Як працює дизель, що добре, а що не зовсім

Головним принциповою відмінністю дизельного двигуна від бензинового є спосіб приготування робочої горючої суміші і подальшого її займання. У більшості карбюраторних і інжекторних бензинових двигунів робоча суміш готується у впускному тракті. Хоча і в деяких бензинових двигунах суміш, утворюється, як і в дизелі прямо в циліндрі. Займання суміші в бензиновому моторі відбувається в потрібний момент від електричного пробою (іскри), а в дизелі від високої температури знаходиться в циліндрі повітря.

Приблизно так виглядає загоряння в дизельному двигуні

Працює дизель так: при ході поршня вниз відбувається всмоктування в циліндр чистого повітря, яке нагрівається при ході поршня вгору. При цьому температура роботи дизельного двигуна доходить до 700-900 ° С, що викликано високим ступенем стиснення. Коли поршень підходить до верхньої мертву точку в камеру згоряння впорскується під високим тиском дизельне паливо і, стикаючись з розігрітою повітрям, самозаймається. Самозапалившись дизпаливо, розширюючись, призводить до різкого наростання тиску в циліндрі, ніж в принципі і викликана підвищена гучність роботи дизеля.

Описаний вище принцип роботи дозволяє дизелю використовувати дуже бідну суміш при порівняно дешевому дизельному паливі, а це в свою чергу визначає його високу економічність і невибагливість. Дизель має на 10% вище ККД і крутний момент більше, ніж у бензинового двигуна. Основними недоліками дизельних моторів є підвищена галасливість і вібрація, труднощі холодного пуску і, безумовно, менша потужність на одиницю об'єму, хоча сучасні моделі цих недоліків практично не мають.

Особливості та пристрій деяких вузлів

З огляду на, що ступінь стиснення дизельного двигуна приблизно в 2 рази більше, ступеня стиснення бензинового, аналогічні його деталі істотно посилюються, так як повинні будуть витримувати більш високі навантаження. Характерною деталлю дизеля є його поршень, форма днища якого залежить від камери згоряння вірніше від її типу, а в багатьох випадках сама камера згоряння влаштована в днище того ж поршня. На відміну від бензинових двигунів днища поршнів дизеля, у верхній мертвій точці, виступають за верхню площину блоку циліндрів. Оскільки робоча суміш самозаймається від стиснення, у дизеля відсутня звична система запалювання, хоча свічки застосовуються і на дизелі.

Свічка розжарювання в дизельному двигуні

І це свічки з вмонтованою спіраллю розжарювання, які призначені підігрівати повітря в камері згоряння особливо перед холодним пуском двигуна. Основні показники дизельного двигуна як технічні, так і екологічні визначаються в основному системою впорскування палива, і типом камери згоряння.

Принцип роботи камер згоряння і їх типи

У дизельних двигунах камери згоряння можуть бути двох типів нерозділені і розділені. До недавнього часу в легковому машинобудуванні переважали дизельні двигуни з роздільними камерами згоряння. Паливо в цьому випадку впорскується не в простір над поршнем, а в камеру згоряння розташовану в голівці блоку циліндрів. Роздільні камери згоряння, в залежності від процесу утворення суміші передкамерний (форкамерний) або віхрекамерний, конструктивно виконуються по-різному.

При форкамерно процесі впорскування палива виробляється в попередню камеру, що сполучається невеликими отворами або каналами з циліндром, паливо, вдаряючись об її стінки, змішується з повітрям. Запалав суміш з великою швидкістю по каналах, перетину яких підібрані, так що б при стисненні і розрідженні виникала велика різниця тисків між попередньою камерою і циліндром, потрапляє в основну камеру, де і повністю згорає.

При вихорокамерних процесі згоряння суміші також починається в окремій камері, яка представляє собою порожню сферу. В ході такту стиснення повітря через сполучний канал потрапляє в цю камеру і, закручуючись в ній, утворює вихор, завдяки чому паливо, впорснути в потрібний час, ретельно перемішується з повітрям.

Як бачимо, в розділеної камері схема роботи дизельного двигуна така: паливо згорає як би в два етапи, що, безумовно, знижує навантаження на поршні, тим самим забезпечуючи більш м'яку роботу двигуна. Одним з недоліків дизельних двигунів виконаних з розділеною камерою згоряння можна назвати збільшений витрата палива за рахунок втрат відбуваються через великий поверхні такої камери, а також істотних втрат на перетікання повітря з циліндра в додаткову камеру і потім вже горючої суміші назад в циліндр. Зазначені втрати погіршують крім того пускові характеристики дизеля.

Типи камер дизельного двигуна

Ну а тепер про дизельних двигунах з нерозділеного камерою згоряння або як їх ще називають дизелі з безпосереднім уприскуванням. У такому двигуні камера згоряння являє собою порожнину певної форми, конструктивно виконану в днище поршня, а уприскування палива виробляється в циліндр безпосередньо. Безпосередній впорскування ще не так давно був прерогативою низькими обертами дизельних двигунів мають великий обсяг і встановлюваних на вантажні автомобілі. Дуже вже підкуповувала економічність дизельних двигунів з безпосереднім уприскуванням, але їх застосування на дизельних моторах невеликого літражу стримувалося конструктивними труднощами з організації, власне кажучи, процесу згоряння і до того ж ще підвищеними вібрацією і шумом з'являлися в режимі набору швидкості.

Застосування з'явилися останнім часом, електронних систем управліннядозуванням палива, дозволило оптимізувати згоряння робочої суміші в дизелях з безпосереднім уприскуванням (з нерозділеного камерою згоряння), що в свою чергу призвело до зниження вібрації і шуму. Сьогодні розробляються нові дизельні двигуни в своїй конструкції використовують безпосереднє уприскування дизпалива.

паливоподаючі системи

Система подачі палива, будучи одним з найважливіших ланок дизельного двигуна, призначена для забезпечення його в потрібний момент часу необхідною кількістю палива, причому із заданим тиском .

Важливим елементом системи подачі палива є паливний насос високого тиску (ТНВД), який в потрібній послідовності нагнітає необхідні кількості дизельного палива, що надходить від насоса, що підкачує з бака, в магістралі гідромеханічних форсунок кожного циліндра. При наявності високого тиску пальника вона відкриваються, а при його відсутності або зниженні закриваються.

Паливний насос високого тиску

Паливні насоси високого тиску бувають двох типів: насоси рядні многоплунжерние і насоси розподільного типу. Рядний насос являє собою набір окремих секцій, за кількістю циліндрів розташованих в один ряд, звідси і така назва. Секція складається з гільзи і входить в неї плунжера, що приводиться в рух валом з кулачками, який отримує обертання від двигуна. Незважаючи на різні принципи роботи дизельних двигунів в сучасних автомобілях, такі насоси зараз практично не застосовуються, тому що тиск створюване ними не завжди внаслідок залежності від оборотів колінчастого вала і ще через те що не можуть забезпечити сучасні вимоги пред'являються до шумності і екології.

На відміну від рядних насосів розподільні насоси здатні створити більш високий тиск при уприскуванні палива і тим самим забезпечити досягнення регламентованих, діючими нормативами, значень токсичності вихлопних газів. Такі насоси створюють тиск з параметрами відповідними режиму роботи двигуна. Розподільчий насос має в конструкції плунжер-розподільник, який виконує обертальний і поступальний руху, при поступальному русі відбувається нагнітання палива, а при обертальному його розподіл по форсунках. Ці насоси компактні, здійснюють рівномірну подачу і розподіл палива по циліндрах, а також відмінно працюють на високих оборотах. Розподільні насоси дуже чутливі до чистоти і якості дизпалива, оскільки всі прецизійні деталі таких насосів їм змащуються, а зазори між ними дуже малі.

Для впорскування палива використовується ще насос-форсунка, встановлена ​​в головку блоку двигуна на кожен циліндр, і приводиться в дію кулачком распредвала через штовхач. При цьому такти роботи дизельного двигуна відбуваються по черзі. Паливні магістралі до насос-форсунки виконані в голівці блоку у вигляді каналів, в зв'язку, з чим розвивається тиск близько 2200 бар. Дозування стисненого до такої міри палива, управління кутом випередження уприскування виконується за допомогою спеціального електронного блоку, що видає керуючі команди на електромагнітні або п'єзоелектричні запірні клапани насосів-форсунок.

Складові частини насос-форсунки

Можливість даних пристроїв працювати в імпульсному режимі дозволяє здійснювати попередній впорскування, подаючи невелику спочатку порцію палива, що в свою чергу робить роботу двигуна м'якше і знижує токсичність вихлопу. Основним недоліком таких форсунок є залежність тиску від оборотів дизеля і, безумовно, дуже висока їх вартість через складну технології виготовлення.

Наддувши, турбодизель

Наддувши є ефективним способом збільшення потужності дизеля. З його допомогою можна наповнити циліндри додатковою кількістю робочої суміші, тим самим збільшити потужність двигуна. Наявність підвищеного в півтора два рази тиску вихлопних газів дизеля проти бензинового, дозволяє турбокомпресору забезпечити турбонаддув з дуже низьких оборотів, і уникнути так властивого бензинових двигунів провалу. Оскільки в дизелі відсутня дросельна заслінка, то для ефективного наповнення циліндрів в різних режимах не потрібно складних систем для управління турбокомпресором. Наддув допомагає отримати однакову потужність турбодизеля зі звичайним дизелем при меншому робочому обсязі, що в свою чергу дозволяє знизити його масу.

Наддувши дозволяє збільшити потужність двигуна

Наддувши дозволяє оптимізувати роботу двигуна в високогірних районах, компенсуючи нестачу повітря і тим самим, не допускаючи зниження потужності. Недоліки турбодизеля в основному пов'язані з надійною роботою турбокомпресора, ресурс якого значно менше ресурсу двигуна через жорстких вимог до якості моторного масла. Поломка турбокомпресора може вивести зі стоячи і сам двигун. Слід сказати, що власний ресурс турбодизеля все-таки нижче такого ж звичайного дизельного двигуна в основному через велику ступеня форсування. У таких дизельних двигунів з турбонаддувом, як правило, підвищена температура газів в камері згоряння, і для забезпечення надійної роботи поршнів вони охолоджуються маслом, яке подається через спеціальні розпилювачі знизу.

Відео - принцип роботи дизельного двигуна

Висновок!

Дві основні завдання: зменшення токсичності і збільшення потужності, для їх вирішення йдуть пошуки нових принципів роботи дизельного двигуна для автомобілів. З огляду на це, зокрема, сучасні легкові автомобілі комплектуються дизельними двигунами з турбонаддувом.