Рабочая температура дизельного двигателя

Рабочая температура дизельного двигателя — контроль и прогрев

Здравствуйте дорогие друзья, в наше время современные дизельные двигатели с быстрым прогревом рабочей температуры, все больше и больше завоевывают популярность.

До того как приступить к рассмотрению каких бы то ни было определенных параметров, необходимо иметь представление что вообще такое дизельный мотор. В 1824 году впервые была выдвинута теория, что тело можно разогреть до нужной температуры, если подвергнуть его изменению объема. Иначе говоря – применить стремительное сжатие.

На практике это было применено лишь через несколько десятилетий. Первый дизельный моторный агрегат увидел свет в 1897 году. Он был разработан инженером из Германии Рудольфом Дизелем. Работы такого двигателя основывается на том, что распыленное топливо, взаимодействуя с воздухом (разогретого в результате сжатия) самовоспламеняется. Сегодня дизельные двигатели используются на только в автомобилях, и сельхоз технике, они так же нашли свое место в танковом и судовом строении.

Плюсы и минусы дизельных двигателей

Одним из основных плюсов двигателей такого типа можно считать возможность работы практически с любым топливом. К горючему для дизельных двигателей не предъявляется особых требований. Кроме того, при увеличении массы топлива и содержащихся в нем углеродных атомов, полезная работа такого двигателя возрастает, временами даже достигая КПД в 50%.

На низких оборотах такой двигатель имеет достаточно высокие значения вращающего момента, что делает его более отзывчивым. Такой фактор не мог не остаться без внимания, поэтому большинство грузовых автомобилей оснащаются дизельными моторами. Установка дизельного двигателя на большегрузы обуславливалась так же более экономичными ценами на топливо. Сегодня цены на дизельное топливо и бензин лишь незначительно отличаются, экономия лишь в расходе топлива.

К недостаткам таких моторов относится в первую очередь очень большая механическая напряженность. Из-за этого все запчасти на дизель должны обладать повышенным качеством и мощностными характеристиками, что естественно будет влиять на их стоимость. Кроме того, с экологической точки зрения, выхлоп от мотора такого типа больше чем у бензинового.

Но пожалуй самым значительным минусом для российского потребителя можно считать возможность промерзания и застывания дизельного топлива при минусовых температурах. Кроме того, в отличии от масляных примесей (к которым как указано выше не предъявляется особых критериев), к механическим примесям должно уделяться достаточно пристальное внимание. Детали дизельного движка крайне чувствительны в таким примесям. В случае их поломки ремонт будет довольно сложен, и обойдется в чувствительную для владельца сумму.

Главные параметры дизельного мотора

Для того чтобы лучше понять какой должна быть оптимальная температура двигателя на дизельном топливе, следует для начала разобраться в его главных параметрах. Сюда можно отнести тип двигателя (двух- или четырехтактный), число цилиндров и их месторасположение, и крутящий момент. От крутящего момента будет зависеть мощность всего автомобиля в целом.

Сама рабочая температура будет определяться степенью сжатия газо-топливной смеси. Пары топлива, воспламеняясь и взаимодействуя с накаленным воздухом, создают объемное расширение. В результате этого расширения, происходит толчок коленвала поднимающимся поршнем. Весь процесс будет тем интенсивнее, чем выше будет температура (а следовательно и сжатие).

Не стоит забывать, что газо-топливная смесь не должна взрываться, ее горение должно происходить равномерно. Тогда и полезная работа двигателя будет более эффективна. Взрыв и воспламенение может произойти, если степень сжатия окажется слишком большой. Двигатель будет перегреваться, и его детали износятся намного быстрее чем при нормальной работе.

Фазы топливного сгорания

Всего можно выделить 4 основных стадии работы двигателя:

• впрыск топлива в камеру сгорания;
• самовоспламенение и горение;
• образование отработок топлива;
• догорание топлива.

Впрыск происходит под высоким давлением. После того как смесь распылится, смешавшись с воздухом, она воспламеняется и начинает гореть, доводя температуру в камере сгорания до 1700К.

Отработанное топливо после сгорания становится сажей. Именно сажа становится причиной грязного выхлопа. В уже и без того нагретой камере, температура повышается до 2200К. К этому моменту давление начинает потихоньку снижаться.

Для того, чтобы сажа не выходила с выхлопом, она должна догореть. К этому моменту кислород уже по большей части выгорел в результате предыдущих процессов горения. Из 100% возможной энергии, потраченными считаются только 95%. Остальные приходятся на долю не прогоревшего топлива.

Доведя степень сжатия до наивысшего значения, можно слегка понизить топливный расход. При этом отработанный выхлоп будет лежать в температурном диапазоне 600-700 градусов Цельсия.

Рабочая температура дизельного двигателя в холодное время года – правильный старт

Любой двигатель до того как автомобиль начнет движения нуждается в прогреве, независимо от времен года. Но при минусовых температурах эта процедура становится не просто рекомендуемой, а необходимой.

Особенностью прогрева двигателя является то, что в первую очередь нагреваться начинают поршни, вслед за этим происходит увеличение температуры в блоке цилиндров. Такая вынужденная очередность прогрева объясняет разность температурных расширений деталей. Что в свою очередь способствует недостаточному поступления масла, так как оно просто не успевает нагреться и приобрести нужную консистенцию. В результате страдают резиновые прокладки между деталями.

Негативно на работе двигателя может сказаться не только недостаточное время прогрева, но и чрезмерное прогревание. Срок износостойкости деталей в таком случае становится значительно меньше. Чтобы такого не случилось, необходимо следить за температурой прогрева. Начинать движение можно только после того, как на холостых оборотах жидкость прогреется до 50 градусов Цельсия. При этом передача с которой начнется движение должны быть пониженной (до 2500 об/мин). Повышать передачу можно спустя некоторое время, после прогрева двигателя до 80 градусов.

Такие правила зимнего запуска в минусовые температуры дизельного двигателя помогут уберечь его от поломки и ремонта. В данном случае проще предотвратить проблему чем искать ее решения по факту возникновения.

Для облегчения зимнего запуска, существуют всевозможные присадки и так называемое «зимнее» дизельное топливо, которые поступают в продажу с началом первых морозов.

Рабочая температура дизельного двигателя – как достичь и контролировать?

Какова рабочая температура дизельных двигателей и какие у них особенности? Эти вопросы, а также многие другие будут рассмотрены ниже.

Особенности дизельного двигателя

Итак, прежде чем затрагивать какие-либо конкретные параметры, следует определиться, что же, вообще, представляет собой дизельный двигатель. История данного типа моторов начинается в далеком 1824 году, когда известный французский физик выдвинул теорию о том, что можно произвести нагрев тела до необходимой температуры путем изменения его объема. Другими словами, осуществив стремительное сжатие.

Однако практическое применение этот принцип нашел спустя несколько десятилетий, и в 1897 году был выпущен первый в мире дизель-мотор, его разработчиком является немецкий инженер Рудольф Дизель. Таким образом, принцип работы подобного двигателя заключается в самовоспламенении распыленного топлива, взаимодействующего с разогретым в процессе сжатия воздухом. Сфера применения такого мотора довольно обширна, начиная со стандартных автомобилей, грузовиков, сельскохозяйственной техники и заканчивая танками и судостроением.

Достоинства и недостатки дизельного мотора

Теперь же следует сказать пару слов обо всех плюсах и минусах подобных конструкций. Начнем с положительных сторон. Моторы данного типа работают практически на любом горючем, поэтому к качеству последнего не предъявляются какие-либо серьезные требования, более того, с увеличением его массы и содержания атомов углерода повышается и теплотворная способность движка, а, следовательно, и его эффективность. Его КПД иногда переваливает за отметку 50%.

Автомобили с такими моторами более «отзывчивые», а все благодаря высокому значению вращающего момента на низких оборотах. Поэтому такой агрегат приветствуется на моделях спортивных машин, где нельзя не газовать от души. Кстати, именно этот фактор поспособствовал широкому распространению данного типа мотора на большие грузовые авто. Да и количество СО в составе выхлопных газов дизельных моторов значительно ниже, чем у бензиновых, что также является несомненным преимуществом. Кроме того, они намного экономичнее, да и раньше топливо стоило значительно ниже бензина, хотя на сегодняшний день их цены практически сравнялись.

Что же насчет недостатков, так они носят следующий характер. В связи с тем, что во время рабочего процесса возникает огромная механическая напряженность, детали дизельного двигателя должны быть более мощными и качественными, а, значит, и более дорогостоящими. Кроме того, это сказывается и на развиваемой мощности, причем не с самой лучшей стороны. Экологическая сторона вопроса сегодня очень важна, поэтому ради снижения выброса выхлопных газов общество готово платить за более «чистые» моторы и развивают это направление в исследовательских лабораториях.

Еще одним значительным минусом является вероятность застывания топлива в холодное время года, так что если вы живете в регионе, где преобладают довольно низкие температуры, то дизельное авто не самый лучший вариант. Выше было сказано, что к качеству горючего не предъявляются серьезные требования, однако это касается только лишь масляных примесей, а вот с механическими ситуация обстоит намного серьезней. Детали агрегата очень чувствительны к подобным добавкам, кроме того, они быстро выходят из строя, а ремонт довольно сложный и дорогостоящий.

Основные параметры агрегатов на дизеле

Прежде чем отвечать на вопрос, какая рабочая температура у дизельного двигателя, стоит немного уделить внимание и его основным параметрам. К ним относится тип агрегата, в зависимости от количества тактов могут быть четырех- и двухтактные моторы. Также немалое значение имеет количество цилиндров с их расположением и порядком работы. На мощность транспортного средства существенно влияет и крутящий момент.

Теперь же рассмотрим непосредственно влияние степени сжатия газово-топливной смеси, которой, собственно говоря, и определяется рабочая температура в цилиндрах дизельного двигателя. Как уже было сказано вначале, мотор работает за счет воспламенения паров топлива при взаимодействии их с раскаленным воздухом. Таким образом происходит объемное расширение, поршень поднимается и, в свою очередь, толкает коленчатый вал.

Чем большим будет сжатие (температура также повышается), тем интенсивнее происходит выше описываемый процесс, а, следовательно, и повышается значение полезной работы. Количество топлива остается неизменным.

Однако имейте в виду, что для наиболее эффективной работы двигателя топливно-воздушная смесь должна равномерно гореть, а не взрываться. Если же сделать степень сжатия очень большой, это приведет к нежелательному результату – неконтролируемому воспламенению. Кроме того, подобная ситуация не только способствует недостаточно эффективной работе агрегата, но и ведет к перегреву и повышенному износу элементов поршневой группы.

Фазы сгорания топлива и природа выхлопных газов

Как же осуществляется процесс сгорания топливно-воздушной смеси в дизельных моторах и какая при этом температура в камере? Итак, весь процесс работы двигателя можно разделить на четыре основные стадии. На первой происходит впрыскивание горючего в камеру сгорания, происходящее под высоким давлением, что и является началом всего процесса. Затем хорошо распыленная смесь самовоспламеняется (вторая фаза) и горит. Правда, далеко не всегда топливо во всем объеме достаточно хорошо перемешивается с воздухом, есть еще и зоны, имеющие неравномерную структуру, они начинают гореть с некоторым запозданием. На данном этапе вероятно возникновение ударной волны, но она не страшна, так как не приводит к детонации. Температура же, царящая в камере сгорания, достигает 1700 К.

Во время третьей фазы образуются капли из неотработанной смеси, они при повышенных температурах превращаются в сажу. Такой процесс, в свою очередь, приводит к высокой степени загрязнения выхлопных газов. В этот период температура еще более возрастает на целых 500 К и достигает значения 2200 К, при этом всем давление, напротив, постепенно понижается.

На последнем же этапе происходит догорание остатков топливной смеси, чтобы она не выходила в составе выхлопных газов, существенно загрязняя атмосферу и дороги. Для этой стадии характерен недостаток кислорода, это происходит из-за того, что его большая часть уже сгорела на предыдущих фазах. Если подсчитать все количество потраченной энергии, то она будет составлять около 95 %, оставшиеся же 5% теряются в связи с неполным сгоранием горючего.

Регулируя степень сжатия, а точнее, доведя ее до максимально допустимого значения, можно немного снизить расход топлива. В этом случае температура отработанных выхлопных газов дизельного двигателя будет находиться в пределах от 600 до 700 °С. А вот в аналогичных карбюраторных моторах ее значение может достигнуть целых 1100 °С. Поэтому получается, что во втором случае теряется намного больше тепла, а выхлопных газов вроде как больше.

Рабочая температура двигателя зимой – как стартовать правильно?

Наверняка не только владельцы транспортных средств, на которых стоит дизельный мотор, знают, что автомобиль следует прогреть несколько минут перед началом движения, особенно это актуально в холодное время года. Итак, рассмотрим особенности данного процесса. Первыми подвергаются нагреву поршни и только потом уже блок цилиндров. Поэтому температурные расширения этих деталей отличаются, а не разогревшееся до нужной температуры масло имеет густую консистенцию и не поступает в необходимом количестве. Таким образом, если начать газовать на недостаточно прогретом авто, то это негативно скажется на резиновой прокладке, расположенной между вышеуказанными деталями и элементами двигателя.

Однако опасность представляет и чрезмерно длительное прогревание движка, потому как в это время все детали работают, так сказать, на износ. А, следовательно, и их эксплуатационный срок сокращается. Как же правильно осуществить данную процедуру? Сначала необходимо на холостых оборотах довести температуру жидкости до отметки 50 °С и после этого начать движение, но только на пониженной передаче, не превышающей 2500 об/мин. После того как масло нагреется до отметки, когда рабочая температура равна 80 °С, можно и прибавить оборотов двигателя.

Все эти методы помогут сберечь мотор, если он все-таки работает зимой, а вот как быть, если он отказывается реагировать на ваши действия? Тут тяжело что либо советовать уже по факту проблемы, проще ее не допустить. Это стало возможным благодаря новому изобретению производителей топлива – присадкам, которые помогают составу не парафинзироваться. Кроме возможности добавлять их самостоятельно, вы можете приобретать уже готовую солярку с оптимальными пропорциями этих добавок. В большинстве регионов с низкой зимней температурой она появляется на заправках уже в первые небольшие морозы, называется часто как ДТ-Арктика.

Рабочая температура масла и влияние на двигатель

Залитая в картер мотора автомобиля смазка обеспечивает снижение силы трения и охлаждает детали кривошипного механизма. Температура масла в двигателе достигает +130. +140 °С, что приводит к повышению текучести и ухудшению рабочих характеристик жидкости. При подборе смазки необходимо учитывать особенности конструкции ДВС и следовать рекомендациям производителя.

Функции моторного масла

Основной функционал моторного масла заключается в:

• уменьшении трения между вращающимися деталями и элементами, совершающими возвратно-поступательные движения;
• снижении объема газов, проникающих из рабочей камеры цилиндров в картер;
• удалении нагара и отложений с рабочих поверхностей и из масляных каналов;
• нейтрализации агрессивных веществ, образующихся при сгорании топлива (например, кислот).

Моторное масло отвечает за охлаждение элементов конструкции двигателя. В силовых установках с жидкостным принципом теплоотвода смазка отводит до 30% избыточного тепла. В моторах с воздушным охлаждением на долю смазки приходится до 80% излишнего тепла.

Важность нормальных температурных показателей

Вязкость и смазывающие способности моторного масла зависят от степени нагрева жидкости. При чрезмерном повышении температуры вещество проходит через зазор между деталями без образования разделительной пленки, снижающей интенсивность износа. При охлаждении смазка становится густой. Масляная помпа не может подавать материал через тонкие каналы к контактирующим деталям.

Моторные масла выпускаются в соответствии со стандартом SAE, определяющим возможность применения жидкости в зависимости от температуры окружающей среды. Например, сорт 0W-30 сохраняет текучесть при охлаждении до -38. -40 °С. Вязкость смазки при нормально прогретом силовом агрегате должна составлять 8. 12 сантистоксов (сСт). Параметр рассчитан с учетом термических расширений деталей двигателя и обеспечивает сохранение масляной пленки на сопрягаемых поверхностях.

При заливке масла учитываются рабочая температура мотора и характеристики жидкости. Например, при использовании смазки с повышенной вязкостью наблюдается увеличение потерь мощности на преодоление сил трения, что негативно влияет на расход топлива.

В силовых агрегатах серийных автомобилей масло в поддоне прогревается до +90. +115 °С; в гоночных силовых установках – +130 °С.

О системе смазки двигателя

Стандартная система смазки двигателя состоит из следующих узлов:

• штампованного или литого поддона, в котором хранится запас жидкой смазки;
• заборного патрубка с фильтром грубой очистки из металлической сетки;
• шестеренной или лопастной помпы с механическим приводом, которая нагнетает смазку к трущимся поверхностям;
• магистралей, просверленных внутри блока и головки цилиндров, обеспечивающих подвод масла к вкладышам подшипников;
• дополнительных распылителей, подающих смазку на стенки цилиндров или внутренние поверхности поршней (для снижения температуры);
• системы очистки рабочей жидкости со сменным картриджем;
• редукционного клапана, не позволяющего подавать смазку к парам трения под повышенным давлением;
• электрического измерителя давления, который связан с контрольной лампой или стрелочным индикатором в комбинации приборов;
• теплообменника, обеспечивающего охлаждение смазки (воздушного или жидкостного типа);
• электрического сенсора температуры масла.

Рабочая температура и ее изменения

Находящееся в картере мотора масло имеет разную степень нагрева. Наибольшая температура смазки при работе двигателя достигается на поверхности зеркал цилиндров и днище поршня. Часть смазывающего вещества, попадающего в рабочую камеру, сгорает или выбрасывается с отработавшими газами. Если на силовом агрегате установлена турбина, часть смазки отводится к подшипниковым опорам. Допустимая норма расхода рабочей жидкости зависит от производителя силовой установки (находится в пределах от 500 мл до 1,0 л на 1000 км пробега).

Таблица температурных параметров в разных точках для бензиновых моторов

Ниже в таблице приведены нормальные значения рабочей температуры масла в двигателе атмосферного типа с искровым зажиганием.

Из таблицы видно, что максимальные температурные нагрузки достигаются в камере сгорания и на боковой поверхности цилиндра. Степень нагрева снижается по телу поршня по мере удаления от поверхности, на которую воздействуют раскаленные газы.

Например, в моторе ВАЗ-21083 (карбюраторная система питания, рабочий объем 1,5 л) днище имеет температуру +337. +357 °С, а внутренняя часть поршня при этом не прогревается более чем до +190. +210 °С. Соответственно, залитое масло работает в переменных условиях и имеет разную текучесть.

Таблица значений температуры для дизельных двигателей

Таблица степени нагрева смазки в дизельных двигателях с атмосферным смесеобразованием приведена ниже.

Температурные нагрузки в моторах с воспламенением от сжатия ниже из-за уменьшенной частоты вращения и сниженной теплотворной способности горючего. Силовые агрегаты применяются на грузовых автомобилях, где испытывают повышенные нагрузки. Используемое масло образует устойчивую защитную пленку между трущимися деталями в условиях перепадов частоты вращения.

Тестовые замеры проводились в летний период при температуре воздуха +20 °С. В зимнее время степень нагрева деталей снижается на 20-30 °С (зависит от климатической зоны).

Симптомы перегрева моторного масла

В автомобилях старого образца с мотором внутреннего сгорания воздушного охлаждения (например, ЗАЗ или Tatra) в комбинации приборов установлен термометр с контрольной лампой. При достижении максимальной температуры включается красный предупредительный индикатор. В этом случае дальнейшее движение запрещается из-за риска необратимых повреждений силового агрегата. На шкале прибора имеются несколько интервалов. Оптимальный диапазон температур выделяется зеленым или белым цветом. Красная зона указывает на начало перегрева.

В машинах с жидкостной системой охлаждения контрольный прибор отсутствует, поэтому водитель не знает, какая температура масла. В некоторых автомобилях концернов VAG, Hyundai-Kia, Ford установлен измеритель уровня и степени нагрева смазки. Информация выводится на жидкокристаллический дисплей на панели приборов. После того как жидкость нагревается свыше допустимого порога, в комбинации приборов включается лампа Check Engine с дополнительным текстовым пояснением на информационном экране.

На бюджетных автомобилях возможна установка датчика, который передает сигналы о текущей температуре масла в блок управления. При перегреве в комбинации приборов активируется индикатор Check Engine. Дальнейшая эксплуатация машины с перегретым маслом запрещается. Особенно это касается двигателей с турбокомпрессорами, чувствительными к качеству и вязкости моторного масла. Рекомендации по ремонту и уходу и советы по эксплуатации системы смазки приводятся в заводской инструкции, которая прилагается к автомобилю при покупке.

Рабочая температура дизеля

Какова рабочая температура дизельных двигателей и какие у них особенности? Все это будет рассмотрено ниже.

Особенности эксплуатации дизельного двигателя

Итак, прежде чем затрагивать какие-либо конкретные параметры, следует определиться, что же, вообще, представляет собой дизельный двигатель. История данного типа моторов начинается в далеком 1824 году, когда известный французский физик выдвинул теорию о том, что можно произвести нагрев тела до необходимой температуры путем изменения его объема. Другими словами, осуществив стремительное сжатие.

Однако практическое применение этот принцип нашел спустя несколько десятилетий, и в 1897 году был выпущен первый в мире дизель-мотор, его разработчиком является немецкий инженер Рудольф Дизель. Таким образом, принцип работы подобного двигателя заключается в самовоспламенении распыленного топлива, взаимодействующего с разогретым в процессе сжатия воздухом. Сфера применения такого мотора довольно обширна, начиная со стандартных автомобилей, грузовиков, сельскохозяйственной техники и заканчивая танками и судостроением.

Достоинства и недостатки дизеля

Теперь же следует сказать пару слов обо всех плюсах и минусах подобных конструкций. Начнем с положительных сторон. Моторы данного типа работают практически на любом горючем, поэтому к качеству последнего не предъявляются какие-либо серьезные требования, более того, с увеличением его массы и содержания атомов углерода повышается и теплотворная способность движка, а, следовательно, и его эффективность. Его КПД иногда переваливает за отметку 50%.

Автомобили с такими моторами более «отзывчивые», а все благодаря высокому значению вращающего момента на низких оборотах. Поэтому такой агрегат приветствуется на моделях спортивных машин, где нельзя не газовать от души. Кстати, именно этот фактор поспособствовал широкому распространению данного типа мотора на большие грузовые авто. Да и количество СО в составе выхлопных газов дизельных моторов значительно ниже, чем у бензиновых, что также является несомненным преимуществом. Кроме того, они намного экономичнее, да и раньше топливо стоило значительно ниже бензина, хотя на сегодняшний день их цены практически сравнялись.

Что же насчет недостатков, так они носят следующий характер. В связи с тем, что во время рабочего процесса возникает огромная механическая напряженность, детали дизельного двигателя должны быть более мощными и качественными, а, значит, и более дорогостоящими. Кроме того, это сказывается и на развиваемой мощности, причем не с самой лучшей стороны. Экологическая сторона вопроса сегодня очень важна, поэтому ради снижения выброса выхлопных газов общество готово платить за более «чистые» моторы и развивают это направление в исследовательских лабораториях. Еще одним значительным минусом является вероятность застывания топлива в холодное время года, так что если вы живете в регионе, где преобладают довольно низкие температуры, то дизельное авто не самый лучший вариант. Выше было сказано, что к качеству горючего не предъявляются серьезные требования, однако это касается только лишь масляных примесей, а вот с механическими ситуация обстоит намного серьезней. Детали агрегата очень чувствительны к подобным добавкам, кроме того, они быстро выходят из строя, а ремонт довольно сложный и дорогостоящий.

Основные параметры агрегатов на дизельном двигателе

Прежде чем отвечать на вопрос, какая рабочая температура у дизельного двигателя, стоит немного уделить внимание и его основным параметрам. К ним относится тип агрегата, в зависимости от количества тактов могут быть четырех- и двухтактные моторы. Также немалое значение имеет количество цилиндров с их расположением и порядком работы. На мощность транспортного средства существенно влияет и крутящий момент.

Теперь же рассмотрим непосредственно влияние степени сжатия газово-топливной смеси, которой, собственно говоря, и определяется рабочая температура в цилиндрах дизельного двигателя. Как уже было сказано вначале, мотор работает за счет воспламенения паров топлива при взаимодействии их с раскаленным воздухом. Таким образом происходит объемное расширение, поршень поднимается и, в свою очередь, толкает коленчатый вал.

Чем большим будет сжатие (температура также повышается), тем интенсивнее происходит выше описываемый процесс, а, следовательно, и повышается значение полезной работы. Количество топлива остается неизменным.

Однако имейте в виду, что для наиболее эффективной работы двигателя топливно-воздушная смесь должна равномерно гореть, а не взрываться. Если же сделать степень сжатия очень большой, это приведет к нежелательному результату – неконтролируемому воспламенению. Кроме того, подобная ситуация не только способствует недостаточно эффективной работе агрегата, но и ведет к перегреву и повышенному износу элементов поршневой группы.

Фазы сгорания топлива и система выхлопных газов

Как же осуществляется процесс сгорания топливно-воздушной смеси в дизельных моторах и какая при этом температура в камере? Итак, весь процесс работы двигателя можно разделить на четыре основные стадии. На первой происходит впрыскивание горючего в камеру сгорания, происходящее под высоким давлением, что и является началом всего процесса. Затем хорошо распыленная смесь самовоспламеняется (вторая фаза) и горит. Правда, далеко не всегда топливо во всем объеме достаточно хорошо перемешивается с воздухом, есть еще и зоны, имеющие неравномерную структуру, они начинают гореть с некоторым запозданием. На данном этапе вероятно возникновение ударной волны, но она не страшна, так как не приводит к детонации. Температура же, царящая в камере сгорания, достигает 1700 К.

Во время третьей фазы образуются капли из неотработанной смеси, они при повышенных температурах превращаются в сажу. Такой процесс, в свою очередь, приводит к высокой степени загрязнения выхлопных газов. В этот период температура еще более возрастает на целых 500 К и достигает значения 2200 К, при этом всем давление, напротив, постепенно понижается. На последнем же этапе происходит догорание остатков топливной смеси, чтобы она не выходила в составе выхлопных газов, существенно загрязняя атмосферу и дороги. Для этой стадии характерен недостаток кислорода, это происходит из-за того, что его большая часть уже сгорела на предыдущих фазах. Если подсчитать все количество потраченной энергии, то она будет составлять около 95 %, оставшиеся же 5% теряются в связи с неполным сгоранием горючего.

Регулируя степень сжатия, а точнее, доведя ее до максимально допустимого значения, можно немного снизить расход топлива. В этом случае температура отработанных выхлопных газов дизельного двигателя будет находиться в пределах от 600 до 700 °С. А вот в аналогичных карбюраторных моторах ее значение может достигнуть целых 1100 °С. Поэтому получается, что во втором случае теряется намного больше тепла, а выхлопных газов вроде как больше.

Запуск дизельного двигателя зимой – рабочая температура.

Наверняка не только владельцы транспортных средств, на которых стоит дизельный мотор, знают, что автомобиль следует прогреть несколько минут перед началом движения, особенно это актуально в холодное время года. Итак, рассмотрим особенности данного процесса. Первыми подвергаются нагреву поршни и только потом уже блок цилиндров. Поэтому температурные расширения этих деталей отличаются, а не разогревшееся до нужной температуры масло имеет густую консистенцию и не поступает в необходимом количестве. Таким образом, если начать газовать на недостаточно прогретом авто, то это негативно скажется на резиновой прокладке, расположенной между вышеуказанными деталями и элементами двигателя.

Однако опасность представляет и чрезмерно длительное прогревание движка, потому как в это время все детали работают, так сказать, на износ. А, следовательно, и их эксплуатационный срок сокращается. Как же правильно осуществить данную процедуру? Сначала необходимо на холостых оборотах довести температуру жидкости до отметки 50 °С и после этого начать движение, но только на пониженной передаче, не превышающей 2500 об/мин. После того как масло нагреется до отметки, когда рабочая температура равна 80 °С, можно и прибавить оборотов двигателя.

Все эти методы помогут сберечь мотор, если он все-таки работает зимой, а вот как быть, если он отказывается реагировать на ваши действия? Тут тяжело что либо советовать уже по факту проблемы, проще ее не допустить. Это стало возможным благодаря новому изобретению производителей топлива – присадкам, которые помогают составу не парафинзироваться. Кроме возможности добавлять их самостоятельно, вы можете приобретать уже готовую солярку с оптимальными пропорциями этих добавок.В большинстве регионов с низкой зимней температурой она появляется на заправках уже в первые небольшие морозы, называется часто как ДТ-Арктика.

Смотреть видео: особенности эксплуатации дизельного двигателя зимой.

Рабочая температура дизельного двигателя.

В последнее время можно заметить бурное развитие сферы автомобилестроения. Отдельное внимание уделяется развитию дизельных технологий. Немалая часть современных машин оснащается дизельными моторами. При этом производители не стоят на месте и постоянно модернизируют движки, наделяя их большей мощностью.

Основной принцип функционирования дизельного движка не изменяется уже много лет. При этом каждый последующий выпущенный движок становится всё более экологичным, производительным и тихим.

Шумные автомобили, с густым и тёмным дымом из выхлопной трубы и соответствующим звуковым сопровождением остались в далёком прошлом. Современные дизельные движки характеризуются высокой экономичностью, большой мощностью, отличной динамикой разгона и удобством эксплуатации. Дизельный мотор продолжает отвечать постоянно возрастающим потребностям современного общества. Рассмотрим, как производителям удается повышать технические характеристики движка, при этом отвечая требованиям экологичности.

Принципы функционирования дизельного мотора, положительные и отрицательные черты.

Дизельный мотор в большей степени отличается от аналога, работающего на бензине методом создания топливной смеси, а также способом её воспламенения. Как правило, во всех моторах с карбюратором и инжектором, функционирующих на бензине, рабочий состав производится в тракте впуска. Но на сегодня существуют также движки, с функцией приготовления рабочего состава в цилиндре – что во многом напоминает работу дизеля. Существует ещё одно характерное отличие дизеля от аналога на бензине. В бензиновом движке поджиг рабочей смеси производится от искрообразования, в дизеле же поджиг состава производится благодаря высокой температуре воздуха в цилиндре.

Принципы функционирования движка таковы. Во время хода поршня вниз осуществляется допускание потока воздуха в цилиндр. Запущенный в цилиндр воздушный поток, повышает свою температуру во время обратного хода. В таком случае, температура работы мотора может находиться в приделе от семисот до девятисот градусов по Цельсию. Такая высокая температура, объясняется показателями сжатия. Во время нахождения поршня в верхнем положении, происходит впрыск смеси сопровождающийся определенным давлением, и температура увеличивается. Контактируя с горячим потоком, топливо воспламеняется. При воспламенении, дизельное топливо расширяется и ведёт к нагнетанию давления в рабочем цилиндре. В связи с этим также увеличивается температура. Данный процесс объясняет звуковое сопровождение работы дизельного мотора.

Все это помогает мотору использовать обедненный состав при небольшой цене топлива, что объясняет экономичность и практичность движка. В сравнении с бензиновым двигателем, дизель отличается высокой производительностью.

Несмотря на ряд достойных преимуществ, данный тип двигательной системы имеет свои характерные недостатки. К отрицательным сторонам можно отнести высокую шумность в процессе эксплуатации и постоянно возникающие вибрации. При этом, запустить холодный дизельный двигатель достаточно проблематично. Конечно, современные производители сводят отрицательные стороны дизельного двигателя к минимуму.

Рассмотрим характерные особенности некоторых составляющих двигательной системы, функционирующей на дизельном топливе.

Конечно, учитывая характерные особенности дизельного мотора, производителя усиливают определённые его детали. Это объясняется тем, что изменяется рабочая температура движка и увеличиваются показатели сжатия. В отличие от бензинового аналога, дизельный движок имеет более высокие показатели сжатия, в связи с чем некоторые детали в значительной мере отличаются от привычных элементов бензинового мотора.

Одной из важнейших деталей дизельного мотора является поршень. В зависимости от параметров камеры сгорания смеси и её типа, форма поршня может различаться. В некоторых системах камера сгорания установлена в дно самого поршня. Существует также характерное отличие дизельного движка в моменте движение поршня. При нахождении в максимально верхней точки, поршень может выходить за поверхность блока цилиндров.

Учитывая основную особенность воспламенения топливной смеси, дизельный двигатель не оснащается привычной совокупностью зажигания. Несмотря на это, элементы системы зажигания все же применяются на дизельном движке. Свечи, применяемые на дизелях несколько отличаются. Свеча для дизеля, имеет встроенную спираль, отвечающую за термические показатели воздушного потока. Данный элемент незаменим при запуске непрогретого мотора. Во многом технические характеристики и уровень экологичности мотора определяется системой впуска смеси и габаритами камеры сгорания.

Поговорим о принципе функционирования камер сгорания топливной смеси.

В частности от характеристик двигательной системы, на дизеле применяется камеры двух видов: разделённые и целостные. Раньше, в автомобилестроении применялись чаще раздельные отсеки. В таком случае состав подается не в пространство на поверхности подвижного поршня, а в камеру сгорания, которая располагается в ГБЦ. Конструкция раздельных устройств может различаться в частности от принципа создания смеси. Существует несколько способов создания топливной смеси в дизельном движке: перед камерная и вихревого – камерная.

В первом случае, подача состава происходит в специальный отсек, который взаимодействуют с каналами цилиндров через небольшие отверстия. Топливная смесь при взаимодействии со стенками каналов, смешивается с воздушным потоком. После воспламенения, состав стремительно движется в камеру сгорания, где происходит финальная стадия сгорания. Промежутки в каналах определяются с учетом того, чтобы во время создания состава оставалась разница давлений в камере и цилиндре. В ином случае, формирование смеси аналогично происходит в первичной камере, которая имеет вид сферы. Далее, состав подается в отсек через специальный проводник. Во время движения, состав контактирует со стенами камеры и смешивается с воздухом.

Характерное отличие конструкции мотора с раздельным отсеком сгорания в том, что процесс формирования рабочего состава проходит в несколько этапов. Такое построение процесса, в некоторой степени снижает давление на рабочий поршень, в связи с чем происходит более равномерная работа мотора.

Несмотря на это, устройство раздельной камеры имеет несколько значимых недостатков. Дело в том, что при данной конструкции двигателя увеличивается расход топливной смеси. Это объясняется некоторым количеством потерь смеси во время взаимодействия с отсеком. Также, определенная часть состава теряется при переходе воздуха из рабочего цилиндра в отсек, после чего смесь поступает обратно.Помимо потери экономичности, такие этапы частично влияют на характеристики запуска движка и изменяется рабочая температура мотора.

Строение дизелей с целостной камерой сгорания также называют движками прямого впрыска. Отсек сгорания в таком случае представляет собой специальное пространство, встроенное в дно подвижного элемента. В данном случае смесь переходит прямо в цилиндр. Некоторое время назад, такая конструкция камеры сгорания чаще использовалась для двигателей с низкими оборотами, имеющими немалый объем, которые часто устанавливались на крупногабаритные авто. Такая система, обуславливает хорошую экономичность, но во время эксплуатации все же возникают некоторые трудности. Дело в том, что при такой организации камеры сгорания усложняется процесс воспламенения топливной смеси. В связи с этим набор скорости сопровождается характерным звуковым сопровождением, а также нестабильна рабочая температура двигателя.

В последнее время в автомобилестроении нередко применяются специальные электронные системы, которые регулируют подачу топливной смеси на двигателях с прямым впуском. Большая часть современных дизельных моторов, оснащается системой электронного контроля. Такая функция приводит к снижению шумовых характеристик мотора и прибавляет двигателю экономичности, в то время как рабочая температура поддерживается в допустимом пределе.

Система подачи топливной смеси.

Данная совокупность является одной из ключевых элементов дизельного мотора. Система подачи состава обеспечивает передачу необходимой части топлива с определённым давлением.

Важнейшим компонентом ДВС является насос. Данное устройство осуществляет подачу нужного количества смеси из бака прямо в магистраль определенного цилиндра. При увеличении давления клапан форсунки открывается для допуска смеси. В случае если давление падает, форсунка закрывается. В современном автомобилестроение применяются насосы для топлива нескольких видов: рядные и распределительная. Первый вид насосов имеет несколько отдельных отсеков, которые определяются по наличию цилиндров в системе. Как становится ясно из названия, все элементы располагаются в одном ряду. Несмотря на технические характеристики современных движков, данный вид насосов сегодня используется крайне редко. Дело в том что при такой конструкции насоса, рабочее давление изменяется исходя от движения коленвала. Поэтому, такая конструкция не экологичная.

В отличие от первого вида насосов, распределительные создают большее давление при подаче смеси, что обеспечивает соответствие нормам токсичности выхлопных газов. Данный вид насосов регулирует давление исходя от основных параметров мотора, что является весьма удобным при эксплуатации. Также характерным отличаем данного вида насосов является компактность. Распределительный насос характеризуется хорошей равномерностью впрыска топлива в цилиндре. Также одним из преимуществ данного вида насосов является равномерная работа при высоких оборотах мотора. Конечно, как и любое другое устройство распределительный насос имеет свои слабые стороны. Дело в том что данный вид компрессора весьма привередлив к качеству используемой смеси. Это объясняется тем что каждая составляющая устройства в ходе работы смазывается используемой смесью.

Для подачи топлива, также используется форсунка, которая вмонтирована в ГБЦ. Количество форсунок в данном случае полностью повторяет число цилиндров. При этом, каждый процесс работы мотора происходит поочерёдно. Магистрали форсунки также находится в голове блока и имеют вид каналов. Возможность работать поочерёдно, позволяет производить первичный пуск топлива – небольшого количества. Благодаря данной возможности, работа двигателя становится более мягкой и равномерный, что хорошо сказывается на экологичности отработанных газов. Основным недостатком данных устройств является относительно высокая цена которая объясняется сложной конструкцией.

Турбонаддув.

Турбодизель, одна из наиболее мощных разновидностей моторов. Благодаря турбонаддуву, цилиндры мотора наполняются необходимым количеством смеси, что позволяет во многом повысить продуктивность движка.

Такое строение двигателя позволяет увеличить давление отработанных газов, в связи с чем практически полностью исключается возможность провала которые так характерны для движков на бензине. Это связано с тем, что компрессор обеспечивает наддув с самого начала функционирования мотора. Как известно, одним из отличий дизеля является отсутствие заслонки дросселя. В связи с этим, для осуществления контроля за работой двигателя не требуются дополнительные системы управления. Данное устройство двигателя, позволяет обеспечить равномерность мощности несмотря на объем мотора. Таким образом, турбонаддув позволяет уменьшить массу мотора.

Турбонаддув особенно актуален при эксплуатации автомобиля в высокогорных условиях, где приходиться компенсировать нехватку воздуха для того чтобы удерживать мощность. Одним из характерных недостатков данной конструкции двигателя, является привередливый в эксплуатации компрессор. В связи с тем, что компрессор весьма чувствителен к качеству моторного масла, срок его эксплуатации несколько ниже ресурса мотора.

Рабочая температура данного вида моторов отличается от стандартного двигателя работающего на ДТ. Данная конструкция характеризуется повышенной температурой в отсеке сгорания. Температура поддерживается маслом, которое попадает на поршни через определенный распылитель.