Дизельные двигатели. Устройство и конструктивные особенности

У дизельного двигателя есть несколько особенностей его предпочтительности именно для внедорожников предназначенных для работы в тяжелых условиях, а именно: экономичность, высокий крутящий момент на всех оборотах, и низких частотах вращения, ну и конечно доступное топливо.

Лет 15 назад начался бурный спрос на дизельные автомобили, в тот момент как раз и пошло их развитие и совершенствование. Нынешние дизельные авто очень близко приблизились к бензиновым (вес, мощность на единицу объема), экономичность и надежность сохранилась при этом.

Особенности конструкции

Дизельный двигатель от бензинового по конструкции не отличается. У дизельного клапанные детали усилены, потому что степень сжатия гораздо выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового). Поэтому вес и габариты дизельного двигателя больше чем у бензинового. При самовоспламенении  нарастание давления происходит моментально-из за этого он шумный. Такая организация работы разрешает использовать не дорогое топливо, и работать ни обычных смесях., следуя из этого определятся его экономичность. К недостаткам дизельного двигателя относятся, шумность, вибрация, малый объем, и проблемы в холодное время года с запуском и обслуживанием.

Непосредственный впрыск

Есть несколько дизельных двигателей, они отличаются камерой сгорания. Камера сгорания выполнена в поршне, впрыск производится в надпоршневое пространство. Раньше этот способ применялся на низкооборотистых двигателях большего рабочего объема. Из за этого и была шумность и вибрация при его работе. В последнее время начали применять насосы высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, удалось добиться двухступенчатого впрыска и стабильной работы с нераздельной камерой сгорания при 4500 оборотах в минуту, вследствие повысилась экономичность , уменьшилась шумность и вибрация.

Вихрекамерные двигатели

На легковых автомобилях распространены дизельные двигателя с раздельной камерой сгорания. Впрыск осуществляется в дополнительную камеру. Вихревая камера применяется в головке блока цилиндров соединяясь специальным каналом с самим цилиндром так , чтобы попадая воздух в вихревую камеру, очень быстро закручивался, это улучшает смесеобразование и самовоспломинение. В вихревой камере начинается самовоспломинение, а затем переходит в главную камеру сгорания. С раздельной камерой сгорания снижается шум и максимальные обороты из за снижения нарастания давления в цилиндрах. На 90% автомобилей стоят вихрекамерные двигателя. Мало распространены предкамерные двигателя, у них форкамера соединяется с цилиндром при помощи нескольких каналов. Они устроены так между форкамерой и цилиндром появляется перепад давления, вызывающий большой поток газов на огромной скорости. Плюс такого двигателя в том , что у него больший ресурс, низкий уровень таксичности и шума, и характеристику крутящего момента.

Система топливоподачи играет огромную роль в дизельном двигателе

Очень важно чтобы топливо подавалось с особой точностью количества в заданный момент и с определенным давлением. Топливная система дизеля дорогостоящая из за высокого давления и требования к ней точности. Главные элементы: топливный насос высокого давления (ТНВД), топливный фильтр и форсунки. ТНВД это тот же карбюратор на бензиновом двигателе, он служит для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от действий водителя и от режима работы двигателя.

Топливные насосы высокого давления(ТНВД)

Есть два типа ТНВД: рядные многоплунжеровые и распределительного типа. Рядные насосы сейчас применяются редко, хотя очень даже надежны по своей конструкции. ТНВД распределительного типа более распространены в наше время. Система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершает распределение топлива по форсункам. Такие насосы обычно ставят на легковые автомобили. Они по размерам не большие, достаточно равномерная подача топлива по цилиндрам и отлично себя чувствуют на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. Но для таких насосов используют чистое и качественное топливо.

Форсунки

Форсунки – важный элемент системы подачи топлива. Форсунки взаимодействуя с топливным насосом высокого давления обеспечивают точное количество подачи топлива в камеру сгорания. Настройка открытия форсунки с определенным давлением определяет нормальное рабочее давление в топливной системе, для процесса самовоспломинения и сгорания существует распылитель который определяет форму факела. Существую и применяют 2 вида форсунок шрифтовым и многодырчатым. Форсунки работают в тяжелых условиях с большой нагрузкой на них, поэтому их изготавливают из жаропрочных материалов с особой точностью.

Фильтры

Топливный фильтр является так же важнейшим элементом дизельного двигателя. Для каждого двигателя свой топливный насос. Он предназначен для отделения и удаления воды и тонкость фильтрации и пропускная способность. Устанавливают электроподогрев топливного насоса, он дает облегченный запуск двигателя при низких температурах.

Пуск двигателя при низких температурах

Для облегчения пуска дизельного двигателя при низких температурах используют свечи накаливания которые установлены в электрические нагреватели. При запуске электроподогрева свечи расколяются за несколько секунд до 800-900 градусов, тем самым в камере сгорания воздух нагревается и облегчает самовоспламенение. В кабине находится лампа которая сообщает водителю о том что воздух нагрелся тогда когда она потухнит. Пред-пусковой подогреватель обеспечивает запуск при температуре 25-30 градусов.

Турбонаддув дизеля

Для эффективного повышения мощности двигателя используют турбонадув. Он подает дополнительное количество воздуха и увеличивает подачу топлива в камеру сгорания тем самым увеличивается мощность ДВС. Выхлопные газы выходят в 1,5-2 раза выше, чем в бензиновом двигателе,   у дизеля эффективный наддув идет с низких оборотов, что в у бензинового двигателя образуются «турбоямы». При отсутствии дроссельной заслонки в дизеле идет обильное наполнение цилиндров на низких и высоких оборотах горючим, это делает турбокомпрессор. Существует еще промежуточный охладитель воздуха который устанавливают на многие машины-интеркулер, он увеличивает мощность на 15-20%.

Так же будет интересно узнать новые законы о тонировке и занижении авто.