Ресурс дизельного двигателя

Ресурс дизельного двигателя

Моторесурс дизельного двигателя – считаем время «жизни» автомобиля

Покупая автомобиль на так называемой солярке, необходимо знать, какой моторесурс дизельного двигателя. Вообще, этот термин определяется количеством часов, которое двигатель обязан отработать до первого капитального ремонта и, прежде всего, зависит от износа коленвала. Определить же, насколько изношены шейки вала можно только лишь одним способом, измерив их.

От чего зависит моторесурс дизельного двигателя?

На ресурс значительное влияние оказывает объем цилиндра, причем, чем он больше, тем положительнее это сказывается на увеличении срока службы движка. Немалую роль играет и состояние цилиндро-поршневой группы. Негативно на состоянии колец отражаются условия эксплуатации, так как частички нагара и пыль, которые попадают вместе с воздухом, вызывают их абразивное разрушение. Быстрому износу подвержена и верхняя часть цилиндра, ведь на нее воздействует давление газа и внутренних колец, при этом условия смазывания оставляют желать лучшего, а из-за трения температура повышается.

Конечно же, определить, какой ресурс у дизельного двигателя, прежде всего, должен завод-производитель, так как у разных автомобилей он может быть различным, и, безусловно, чем дороже и качественнее авто, тем он выше. Кроме того, огромное значение имеет, для каких целей используется автомобиль, одно дело, если он принимает участие в гонках, и совсем другое, когда речь идет о семейной машине, приобретенной для поездок за город.

Моторесурс зависит от износа шеек коленвала, поршневой группы и цилиндров.

Сравниваем ресурс дизельного и бензинового двигателя

Принято считать, что ресурс работы дизельного двигателя чуть ли не в два раза превышает ресурс бензинового движка, но на практике эта теория не всегда срабатывает. Само собой разумеется, что срок службы дорогого японского бензинового авто будет порядком выше, чем китайского. Однако, если рассматривать равноценные авто с аналогичными двигателями, то, действительно, у дизеля ресурс немного превышает бензиновый.

Дело в том, что их изначально изготавливают из более прочных материалов, так, например, блок делается из чугуна, а не из алюминия, да и прочностные допуски также немного выше. Точно также делается и поршневая группа, соответственно, детали имеют больший предел прочности, более выносливые, вот и проработать такие движки без капитального ремонта могут больше, чем бензиновые.

Кроме того, рабочие обороты дизельных автомобилей в полтора раза меньше, чем у бензиновых, соответственно, уменьшается и количество ходов поршня и вероятность его износа. А количество оборотов поршневой группы и коленчатого вала работающего дизеля составляет от 1,5 до 3 тысяч в минуту, у бензинового же это значение выше ровно в два раза (3-6 тысячи), соответственно и износ первого будет значительно ниже.

Как изменить ресурс работы дизельного двигателя?

Увеличить или же уменьшить ресурс дизельного и бензинового двигателя можно, подобрав систему смазки, именно от качества масла, а также его свойств и своевременной очистки узлов автомобиля во многом зависит, как долго проработает мотор и авто в целом. Маслу отводится довольно серьезная роль, оно должно обеспечить слаженную и надежную работу всей системы.

Но правильно подобрать его не так уж и просто, так как условия эксплуатации различных частей двигателей бывают довольно разнообразными. Одни работают и при этом испытывают невероятные нагрузки, на другие воздействуют огромные температуры, а третьи же вообще представляют собой трущиеся поверхности. Поэтому изначально на заводе проводятся соответствующие испытания, где и подбирается тип масла.

Негативно на моторесурсе двигателей сказываются температурные напряжения, причем они имеют более губительное воздействие, чем давление. Зная это, есть возможность увеличить мощность движка с помощью наддува, при этом полностью сохраняются моторесурс и температурный режим. Таким образом, увеличивается среднее эффективное давление в цилиндрах, но это ни капли не сказывается на эксплуатационных характеристиках.

Увеличение ресурса дизельного двигателя

Двигатель, сконструированный в начале прошлого века Рудольфом Дизелем, в последние годы становится все более популярным. Это обусловлено тем, что он работает на дешевом топливе, он чище с точки зрения экологии, а современные технологии позволяют создавать дизельные двигатели для легковых автомобилей, мало уступающие бензиновым по своим характеристикам. Более того, технические характеристики дизельных двигателей гораздо больше подходят для тяжелой техники, часто работающей в статических режимах, а также для разных приводов: электрогенераторов, компрессоров, насосов и т.п.

Главная особенность эксплуатации импортных дизелей в Украине заключается в том, что работают они на украинском топливе. А оно сильно отличается от европейского по ряду параметров: по цетановому числу, содержанию серы и др. Таким образом, использование отечественного топлива приводит к снижению мощности, ухудшению экономичности и экологичности, а также, что самое неприятное, к существенному снижению ресурса двигателей за счет быстрого накопления отложений и ускоренного «срабатывания» масла. Как можно решить создавшуюся проблему?

  • Путь первый: поднять цетановое число
    Многие фирмы – производители автохимии выпускают специальные присадки, позволяющие значительно улучшить потребительские свойства топлива и избежать негативных последствий, указанных ранее. Например, существуют присадки, увеличивающие цетановое число. Дело в том, что по требованиям нормативно-технической документации (ГОСТ 51105-97 и ТУ 38/401-58-171-96) в России цетановое число дизельного топлива должно быть не менее 45 ед. По требованиям стан Европейского Союза данный показатель не должен быть менее 51 ед. Присадки типа Diesel Cetan + позволяют повысить цетановое число дизельного топлива на 5 единиц, уменьшить «жесткость» работы дизеля и за счет лучшего сгорания топлива улучшить экономичность. Обычно необходимая концентрация подобных присадок не превышает 0,2 – 0,5% , причем 1 литр топлива будет стоить дороже на 0,3 – 0,4 руб. Но не стоит скидывать со счетов и увеличение ресурса работы двигателя при регулярной эксплуатации с использованием подобной присадки. В последнее время появились антидымные присадки в топливо типа Eco Diesel, качественно отличающиеся от прежнего ряда за счет использования каталитических реагентов (например, бария). Подобные присадки предназначены для улучшения сгорания топлива, снижения углеродистых отложений и уменьшения дымности выхлопных газов (позволяют снизить уровень задымленности до норм ЕС). Необходимая концентрация присадки в топливе обычно не превышает 0,2%, что минимально сказывается на удорожании дизельного топлива. Конечно, существуют некоторые ограничения. Барий вызывает эрозию на поверхности тарелей клапанов. Именно поэтому бельгийская фирма WYNN’S использует в своих составах новый элемент – церий.Все подобные присадки применяются для снижения темпов роста углеродистых отложений и увеличения межремонтного срока службы дизельных двигателей.
  • Путь второй: снять отложения
    В мире автохимии существует специальная технология, использующая безразборный способ очистки топливной аппаратуры и камеры сгорания от накопившихся отложений. Для удаления скопившихся осадков и лаковых отложений двигатель работает на специальном сольвенте Diesel System Purge вместо дизтоплива по определенному технологическому циклу (обычно время обработки не превышает 1 часа). После такой обработки восстанавливается нормальная работа форсунок (герметичность, объем подачи топлива, качество распыла), промывается от лаковых отложений топливный насос и топливопроводы. Удаление твердых фракций углеводородистых соединений происходит за счет присутствия в чистящем сольвенте поверхностно-активных веществ, которые катализируют процесс окисления этих остатков под воздействием высоких температур при работе двигателя под нагрузкой уже после обработки. На практике отмечено, что выгорание остатков отложений в камере сгорания и на клапанах двигателя продолжается в течение 16 – 20 часов. О том, какое огромное количество отложений удаляется из камеры сгорания двигателя после использования такой технологии, можно судить по необходимости последующей регулировки клапанов. Эта процедура позволяет выровнять компрессию в цилиндрах двигателя, если перед обработкой показатели отличались друг от друга. Можно предположить, что данная технология при регулярном сезонном обслуживании позволит повысить (или нормализовать) в отечественных условиях ресурс работы дизельных двигателей за счет удаления различного вида отложений из камеры сгорания и топливной аппаратуры.
  • Путь третий: «мелиорация» топливной системы
    Кроме проблем, вызываемых низким цетановым числом и загрязняющими отложениями, большие неприятности вызывает наличие в дизтопливе воды. Вода в составе дизельного топлива губительно сказывается на работоспособности топливной аппаратуры, особенно сильно страдают от коррозии прецизионные пары плунжеров топливных насосов и форсунок. Чаще всего она конденсируется из воздушного пространства неполных топливных баков, а иногда попадает в бак при заправке на непроверенных АЗС (что особенно характерно для российских условий). Препараты автохимии и в этом случае помогут избежать многих проблем. Присадки к топливу типа Dry Fuel способны удалить воду из топливного бака и одновременно защитить от коррозии элементы топливной системы. Данные присадки используются как для дизельных, так и для бензиновых двигателей в профилактических целях через 5000 – 10000 км пробега в концентрации 0,5% от объема топлива.
  • Путь четвертый: защита от серы
    Специалистам известно, что в отечественном дизельном топливе допускается содержание серы до 0,5% от объема (европейский стандарт EN 590 предусматривает содержание серы не более 0,05% от объема). Повышенное содержание серы провоцирует образование кислотных соединений при определенных режимах работы двигателя, что способствует повышенной коррозии элементов камеры сгорания и выпускного тракта, а также быстрому «срабатыванию» пакета присадок в моторном масле. Поэтому необходимо либо значительно уменьшить норматив по срокам замены масел (по отношению к рекомендациям зарубежных производителей двигателей), либо использовать профессиональные присадки к маслам, способные восполнить утраченные свойства работающих масел. Например, присадки к маслу типа Diesel Oil Fortifier предназначены для улучшения смазочных и антиокислительных свойств, восстанавливают моющие способности и продлевают срок службы моторного масла на 40%. Необходимая концентрация подобных присадок – до 10% в базовом масле. Экономическую составляющую легко посчитать. Стоимость необходимого количества присадки приводит к повышению стоимости 1 литра масла на 15 – 20%. Ресурс работы масла увеличивается на 40%. Подводя итог, остается сказать, что практика доказывает очень высокую пользу от известной многим промывки масляной системы перед заменой моторного масла. Она способна значительно, до 70%, снизить дымность работы дизельного двигателя. Значит, поддержание масляной системы в технологически чистом состоянии способствует не только увеличению ресурса работы двигателей, но и положительно влияет на экономичность и соответствие экологическим нормам.
Читать еще:  Как сделать обманку лямбда зонда своими руками

Вывод напрашивается однозначный: технически грамотный (можно сказать, профессиональный) подход к использованию автохимии может принести значительный экономический эффект и обеспечить высокий коэффициент технической готовности при эксплуатации современной дизельной техники, особенно в наших условиях.

Советы бывалого акушера-моториста дяди ЖЕРЫ.

Добрый день уважаемые читатели, сдесь вы можете получить незаменимую информациюпо ремонту и эксплуатации вашего железного коня.Как выбрать автомобиль, как продлить ему жизнь, очень много полезных советов и многое другое .

вторник, 6 ноября 2007 г.

Дизельные двигатели,мифы и правда .

Автомобили с дизельными двигателями (особенно легковые) у нас особой популярностью не пользуются. Возможно, из-за тех мифов, которые их окружают. Например, существуют мнения, что автомобиль с дизелем обладает плохой динамикой разгона, что такой двигатель очень дорог в обслуживании. Так ли это? Попробуем разобраться.

У автомобиля с дизельным двигателем плохая динамика разгона.

Это не совсем так.
Действительно, атмосферные дизельные моторы имеют меньшую мощность по сравнению с бензиновыми (при одинаковом объеме), этим и объясняется их слабая динамика.

Но современные турбодизельные двигатели порой даже превосходят своих бензиновых собратьев. Например, турбодизель спортивного прототипа Audi R10 и новые турбодизельные двигатели BMW нисколько не уступают по мощности бензиновым моторам аналогичного объема и при этом обладают огромным крутящим моментом.

Преимущества и недостатки дизельного двигателя

Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 26% энергии топлива в полезную работу. Дизельный двигатель обычно имеет коэффициент полезного действия 36%.

Дизельное топливо, как правило, дешевле, расход топлива дизельного двигателя меньше, чем бензинового.
Дизельный двигатель выдает высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов, что делает автомобиль с дизельным двигателем более эластичным в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем.

По сравнению с бензиновыми двигателями в выхлопных газах дизельного двигателя, как правило, меньше окиси углерода (СО).
Важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (т.е. легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более что в них не используется система зажигания.

Явными недостатками дизельных двигателей являются: необходимость использования стартера большой мощности, кристаллизация парафинов в дизельном топливе при низких температурах, сложность в ремонте топливной аппаратуры (так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью). Также дизели чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой, которые очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя.

Дизельный двигатель в эксплуатации дороже бензинового.

Это не совсем так.
По затратам на топливо дизель даже выгоднее бензинового мотора в силу низкой (по сравнению с бензином) стоимости дизельного топлива и меньшего его расхода.

Конечно, в случае с дизельным мотором рекомендуется производить замену моторного масла и фильтров чаще – через каждые 5 000-7 000 км пробега (а не через 10 000 км, как на бензиновых).

Но и этот факт не всегда говорит в пользу более дорогого обслуживания дизеля – ведь стоимость расходников (масла и фильтров) зависит от конкретной модели бензинового или дизельного двигателя.

Дизельный двигатель очень требователен к качеству топлива.

Это не совсем так.
Действительно, использование качественного топлива предпочтительнее и для дизельного мотора, но не так критично, как для бензинового.

Последний требует топлива с определенным октановым числом, чувствителен к присадкам, которыми повышают это самое октановое число, к наличию примесей свинца. А для дизеля обычно достаточно, чтобы солярка была чистой (без механических примесей) и без воды.

Что такое насос-форсунка?

Насос-форсунка – это элемент топливной системы дизельного двигателя, в котором форсунку и плунжерный насос объединили в один узел. Объединение насоса и форсунки в одном узле существенно уменьшило количество топлива, которое находится между плунжером насоса и распылителем. Это позволило снизить погрешности в процессе топливоподачи, которые происходили из-за сжимаемости топлива и колебаний давления в системе при использовании разделенной топливной аппаратуры.

Для повышения точности работы насосов-форсунок в них встроены электромагнитные клапаны, которые управляются электроникой. Максимальное рабочее давление впрыска в данной системе – 2 050 бар.

Дизельный двигатель зимой часто отказывает, не заводится.

Это не совсем так.
Сложности с эксплуатацией исправного дизельного автомобиля зимой могут быть связаны только с образованием парафинового осадка в дизельном топливе при слишком низкой температуре окружающего воздуха. Использование так называемого зимнего дизельного топлива, установка разнообразных подогревателей (фильтра, топливной магистрали, бака) и правильное применение депрессорных или антигелевых (antigel) присадок обычно избавляют владельца от таких проблем.

Немаловажным фактором для беспроблемного запуска дизеля зимой является также наличие мощного аккумулятора и работоспособность свечей накаливания.
При правильной эксплуатации и соответствующей подготовке к зиме проблем с дизельным двигателем не возникает.

Дизельный двигатель более шумный, чем бензиновый.

Это не совсем так.
Правильно настроенный дизель лишь немного “громче” бензинового, что заметно лишь на холостых оборотах. В рабочих режимах разницы практически нет.

Шумно работающий двигатель – следствие неправильной эксплуатации и свидетельство о возможных неисправностях (в первую очередь топливной аппаратуры).

Зачем дизелю свечи накаливания?

Дизельный двигатель – это поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. Основное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в способе подачи топливовоздушной смеси в цилиндр и способе ее воспламенения.

В бензиновом двигателе топливо смешивается с всасываемым воздухом до попадания в цилиндр, получаемая смесь поджигается в необходимый момент свечой зажигания.

В дизельном же двигателе воздух подается в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Свечи накаливания нужны для подогрева воздуха в камере сгорания дизеля. Когда воздух нагревается до температуры самовоспламенения топлива (около 700-8000С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением, смешивается со сжатым горячим воздухом и воспламеняется.

Свечи накаливания работают только в момент пуска двигателя, в остальное время они отключены.
Пуск дизельного двигателя без предварительного подогрева воздуха возможен, но очень затруднен, особенно в холодное время года. Вот почему необходимо, чтобы свечи накаливания всегда были исправными.

Если у автомобиля черный выхлоп – это дизель.

Это не так. Черный выхлоп может быть как у дизельного двигателя, так и у бензинового, но только в случае неисправности таковых. Черный выхлоп у исправного дизельного двигателя допускается только при резкой перегазовке и при запуске, в остальных режимах работы выхлопные газы должны быть практически незаметны.

Ресурс дизельного двигателя меньше бензинового.

Это не так.
Срок службы дизельного двигателя может достигать миллиона километров пробега. Дизельные двигатели вообще более долговечны, чем бензиновые, что объясняется более прочным и жестким блоком цилиндров, коленвала, деталей цилиндропоршневой группы, головки блока цилиндров и применением дизельного топлива, которое в отличие от бензина в известной степени также является смазочным материалом.

Что такое Common Rail?

Система питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. В нее топливо из общей топливной магистрали высокого давления впрыскивается под давлением 1 300-1 800 бар. Дозировка определяется электронным блоком управления системы, который учитывает данные целого ряда датчиков: положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т.п. На основе этих показаний компьютер определяет нужное для работы мотора количество топлива и момент его подачи.

Данный способ топливоподачи обеспечивает более точную дозировку порций топлива на разных режимах работы мотора. Для оптимизации и смягчения процесса сгорания топливо может подаваться несколькими разными по объему порциями.

Многократная подача топлива за один такт обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, при которой уменьшается образование окиси азота.
Сегодня выпускается два типа систем Сommon Rail: с электромагнитными и пьезоэлектрическими форсунками.

Последние отличаются высочайшей скоростью срабатывания, обеспечивающей снижение токсичности выхлопа на 20%, а также увеличение мощности, уменьшение расхода топлива и снижение уровня шума.

Ресурс дизельного двигателя: как его увеличить?

Какой оптимальный ресурс дизельного двигателя? Что влияет на его износ? Каким образом можно его увеличить?

Читать еще:  Замена лобового стекла на хендай старекс или н-1

История дизельного двигателя

Берет свое начало еще с прошлого века, когда Рудольф Дизель предложил принципиально новую конструкцию, преобразующую энергию сгорания топлива в механическую энергию. По прошествии многих лет дизельный двигатель не только не потерял актуальности, но и стал пользоваться все большей популярностью.

Причины этого лежат на поверхности: топливо для дизельного двигателя относительно дешево и оно более экологично. Кроме того, современные технологии позволяют производить дизельные двигатели для легковых автомобилей, практически ничем не уступающие бензиновым двигателям. Для габаритной техники, работающей в статических режимах, дизельный двигатель и вовсе является едва не единственным оптимальным вариантом.

Рабочие характеристики дизельного двигателя

Во многом зависят от качества используемого топлива. Но оно далеко не всегда имеет необходимое цетановое число, содержание серы и т.д. Совокупность данных факторов приводит к снижению мощности, ухудшению экологичности и экономичности, а также сокращению рабочего ресурса. Рассмотрим возможные пути решения этих трудностей.

Поднимаем цетанове число

На сегодняшний день в мире выпускаются специальные присадки, позволяющие улучшить различные потребительские характеристики дизельного топлива. Не является исключением и цетановое число, которое можно улучшить за счет введение в горючее специальных веществ.

Некоторые присадки способны увеличить цетанове число на 5 единиц. Кроме того, они улучшают сгорание топлива и повышают экономичность двигателя. Обычно концентрация цетаноповышающих присадок составляет не более 0,2-0,5%. Сделав выбор в пользу такого решения, нужно понимать, что себестоимость одного литра горючего при этом несколько возрастет.

В последние годы на рынке увеличивается количество антидымных присадок, которые были серьезно усовершенствованы за счет использования каталитических реагентов. Такие добавки применяются для улучшения сгорания дизельного топлива, уменьшения дымности выхлопных газов и снижения углеродистых отложений. Их концентрация в горючем обычно не превышает 0,2%. За счет этого дизельное топливо не обходится дешево, но и дорожает не намного.

Снимаем отложения

С целью очистки топливной аппаратуры в мире автохимии используется специальная технология. Она состоит в следующем. Двигатель работает на специальном сольвенте вместо топлива на протяжении определенного времени (обычно не более часа). Благодаря этому от лаковых отложений промывается топливный насос и топливопроводы, а также восстанавливается нормальная работа форсунок.

Такой эффект достигается за счет того, что в сольвенте присутствуют поверхностно-активные вещества, которые способны катализировать процесс окисления углеводородистых соединений при наличии высоких температур, когда двигатель работает под нагрузкой. Что интересно, промывка осуществляется после непосредственной обработки сольвентом.

Остатки отложений выгорают на протяжении 16-20 часов. Специалисты автомобильной индустрии предполагают, что применение данной технологии при каждом сезонном техобслуживании позволит повысить ресурс работы дизельных двигателей.

Убираем воду

Кроме наличия отложений и низкого цетанового числа качество дизельных топлив снижает вода. Входя в состав горючего, она пагубно влияет на топливную аппаратуру. Наибольший вред наносится прецизионным парам плунжеров топливных насосов и форсунок, которые подвергаются коррозии.

Путей попадания воды в дизельные топлива может быть несколько. Чаще всего она может конденсироваться из воздуха в неполные баки автомобилей. Иногда виной всему становится заправка на непроверенной АЗС.

На этот случай также существуют присадки, которые позволяют удалять воду из бака и защищать от коррозии топливную аппаратуру. Концентрация таких добавок не превышает 0,5%, а используются они обычно через каждые 5-10 тыс. км пробега автомобиля.

Защищаем горючее от серы

Сера – очень любопытный компонент дизельного топлива. С одной стороны она способствует появлению кислотных соединений при определенных режимах работы двигателя, а с другой – улучшает смазывающие способности дизельного топлива. Поэтому очень важно заправляться горючим с оптимальным содержанием серы, что позволит минимизировать вредные влияние и усилить полезные.

Боремся с ухудшением качества дизельных топлив в результате длительного хранения

Очень часто для того, чтобы застраховать себя от сезонных скачков цен на горючее, директора организаций с большим автомобильным парком покупают крупные партии дизельного топлива. В результате длительного хранения горючее может окисляться и темнеть, а также загрязняться механическими примесями. В этом случае нет возможности использовать топливо по прямому назначению, что недопустимо. Поэтому для восстановления нормальных эксплуатационных характеристик целесообразно применять специальное оборудование – установки типа УВР торговой марки GlobeCore.

Они позволяют проводить очистку окислившегося от длительного хранения дизельного топлива от соединений сероводорода, непредельных углеводородов, снизить концентрацию серы и содержание парафинов. После обработки на установках УВР дизельное топливо осветляется, а также повторно не окисляется и не темнеет.

Часть вторая

&nbsp Турбодизель

Часть вторая

В первой части статьи мы говорили о системах наддува двигателей внутреннего сгорания. Сейчас речь пойдет о дизельных двигателях.
Если не слишком искушенному в технике человеку задать вопрос, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, то ответы, скорее всего, будут такими: работает на солярке, обходится без свечей зажигания, больше шумит и при этом развивает меньшую мощность. Все это правильно, но.
При слове “дизель” у человека с воображением обычно возникает картинка: весь в грязных потеках грубый механизм на мощной станине, который изрыгает клубы черного дыма и своим ревом заглушает все в радиусе нескольких десятков метров. Если уточнить, что речь идет о двигателе автомобиля, картинка получается не такой страшной, но не более привлекательной: по-прежнему нечто грязное, пахнет, гремит, в мороз не заведешь, машина тупая — за полчаса не разгонишься.
Да, когда-то все так и было. Но с тех пор утекло немало солярки. Дизели сегодня прочно завоевали себе место не только на грузовиках, но и на легковых автомобилях, от самых массовых до вполне респектабельных. Все шире применяются дизели с турбонаддувом, автомобили с такими двигателями по основным параметрам не уступают машинам с привычными бензиновыми моторами.
В таблице 1 в качестве примера приведены основные характеристики Volkswagen Passat GT TDI с 4-цилиндровым турбодизелем. Таким же двигателем комплектуются, кстати, и вполне престижные Audi A4 1.9 TDI и A6 1.9 TDI. Из таблицы видно, что единственное, в чем автомобиль с дизелем явно уступает, — это время разгона. 13,9 сек. до сотни все-таки многовато. Но бывают машины и пошустрее.
Перед тем как рассматривать системы наддува дизельных двигателей, есть смысл остановиться на основных особенностях самих дизелей — для большинства наших автовладельцев они пока не слишком знакомы.

Дизель
Этот тип двигателя получил свое название по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля, построившего в 1897 году первый мотор с самовоспламенением топлива. Конструктивно дизель очень похож на привычный бензиновый двигатель: те же цилиндры, поршни, распредвал, клапаны. Но имеется и ряд отличий, из которых главное, можно даже сказать принципиальное, заключается в том, что воспламенение топлива в дизеле производится не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой достигает воздух в результате сжатия его поршнем в цилиндре.
Второй важный момент — способ подачи топлива. В бензиновом двигателе рабочим телом является смесь бензина с воздухом. Смесь готовится заранее (в карбюраторе) или непосредственно в момент ее подачи в цилиндры (в системах впрыска) — главное то, что топливо подается вместе с воздухом, а поджигается и сгорает относительно гомогенная топливо-воздушная смесь.
В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндр всасывается воздух, затем он сжимается, и только после этого впрыскивается топливо, поэтому говорить о гомогенной топливо-воздушной смеси не приходится. Впрыск производится в конце такта сжатия, топливо и воздух фактически не смешиваются друг с другом, горение происходит на фронте впрыскиваемой в сжатый воздух струи топлива (рис. 1).
Самовоспламенение топлива сопровождается резким, скачкообразным повышением давления в цилиндре — этим объясняется обычно шумная, жесткая работа дизельного двигателя. В низкооборотных дизелях с большим рабочим объемом, которые используются на грузовиках, этот недостаток проявляется в меньшей степени, и с ним мирятся. В дизелях легковых автомобилей от него пытаются избавиться применением форкамеры, или предкамеры, — небольшого отсека камеры сгорания, в который впрыскивается топливо. Там оно воспламеняется, частично перемешивается с воздухом, после чего горящая смесь распространяется по основному объему цилиндра.
Этот способ несколько уменьшает жесткость работы двигателя, но снижает его тепловую эффективность и топливную экономичность, поэтому в современных дизелях легковых автомобилей от форкамеры отказываются. Примером может служить 2,5-литровый дизель с турбонаддувом, который в 1990 г. был применен на Audi 100. Двигатель с прямым впрыском, 5-цилиндровый, 120 л. с. и 265 Нм (2250 об./мин.). Расход топлива 5,7 л/100 км. Для более плавного воспламенения топлива использованы двухступенчатый впрыск и сложная электронная схема управления.
Более свежий пример — 1,9-литровый атмосферный дизель с непосредственным впрыском мощностью 64 л. с., который Volkswagen собирается показать на Женевском салоне в этом году на Golf SDI. Отказ от форкамеры позволил на 12% улучшить и так неплохую экономичность двигателя: расход топлива составляет 4,9 л/100 км. Автомобиль Golf SDI с этим дизелем развивает скорость 156 км/час и разгоняется до сотни за 17,6 сек. (11,2 сек. до 80 км/час). Этот же дизель в турбированном варианте развивает мощность уже 90 л. с., потребляет 5,2 л/100 км и разгоняет Golf Cabrio TDI до 100 км/час за 13,3 сек. (8,8 сек. до 80 км/час). Максимальная скорость — 172 км/час.
Очевидное отличие дизельных двигателей от бензиновых — используемое топливо. Дизельное топливо, в просторечии солярка или ДТ, — тяжелая керосино-газойлевая фракция нефти C10 — C14 (у бензинов C6 — C8). Характерной особенностью дизелей является наличие твердых частиц в отработавших газах. Из-за гетерогенности процесса горения на поверхности отдельных частиц топлива всегда наблюдается некоторый недостаток кислорода, в результате чего вместо их окисления происходит частичное термическое разложение с образованием твердых продуктов — сажи. Для хорошего сжигания дизельного топлива требуется значительное, даже избыточное количество воздуха.
Ну и наконец, еще одна особенность — степень сжатия у дизеля в 2 раза выше, чем у бензинового двигателя. Высокая, не менее 14, степень сжатия необходима для того, чтобы температура воздуха в цилиндре поднялась до величины, достаточной для воспламенения топлива. Обычно в дизелях степень сжатия составляет 21-22 и ограничивается лишь прочностными характеристиками двигателя.
Стоит отметить, что устройства для подачи топлива в дизельных двигателях значительно сложнее, чем в бензиновых. Их сложность определяется прежде всего тем, что приходится впрыскивать очень маленькие, всего несколько миллиграмм, порции топлива в среду с высоким давлением. Эти порции должны быть очень точно отмерены — именно количеством подаваемого топлива управляется работа дизеля. Для этого нужны быстродействующие и точные форсунки. Высокая степень сжатия дизеля требует применения соответствующих топливных насосов — давление в сопле форсунки должно достигать нескольких сотен бар. Все это усложняет и ощутимо удорожает систему подачи топлива и, соответственно, сам дизельный двигатель.
Надо еще учесть, что почти все дизели до сих пор оснащаются механическими устройствами впрыска, ненамного отличающимися от тех, которые Bosch GmbH начала выпускать в 1927 году. Они уже почти изжили себя и скоро будут вытесняться гораздо более сложными устройствами с электронным управлением, индивидуальными для каждого цилиндра топливными насосами, совмещенными с форсунками, различными датчиками. Понятно, что стоимость таких систем тоже будет расти.
К числу недостатков дизелей обычно относят большую шумность, более высокую стоимость и, главное, меньшую, при том же рабочем объеме, мощность.
С шумностью пытаются справиться совершенствованием конструкции дизеля, изменением элементов его подвески, поговаривают даже о том, что двигатель можно капсулировать звукопоглощающим материалом. Стоимость — понятие относительное: заплатив за автомобиль больше при покупке, можно сэкономить на эксплуатации — это надо подсчитывать в каждом конкретном случае. А что касается мощности, то способ ее повышения известен — наддув.

Читать еще:  Новые акпп: сколько стоит коробка, где купить и когда это целесообразно

Турбодизель
Применение наддува в дизельном двигателе преследует ту же основную цель, что и в бензиновом — увеличить количество топлива, сжигаемого в единицу времени. Устройство и работу различных типов нагнетателей воздуха мы рассматривали в первой части статьи. Все они могут быть применены и на дизельном двигателе. Из графика, приведенного на рис. 2, следует, что механический нагнетатель Comprex обеспечивает наибольшее увеличение крутящего момента двигателя, особенно на низких, около 2000 об./мин., частотах вращения, но общая характеристика при этом получается слишком острой. Нагнетатель Roots придает 1,2-литровому дизелю практически такую же характеристику крутящего момента, как у 1,6-литрового атмосферного бензинового двигателя. Характеристика, которую обеспечивает турбокомпрессор, занимает промежуточное положение: она достаточно плоская, а на средних (2000-4000 об./мин.) частотах вращения крутящий момент даже больше, чем с нагнетателем Roots.
Механические нагнетатели сложнее и дороже, кроме того, благодаря некоторым особенностям работы дизеля к нему легче всего удается приспособить именно турбокомпрессор.
Во-первых, как уже указывалось, подача воздуха в дизеле не связана с подачей топлива и не требует тонкой регулировки — чем больше воздуха, тем лучше. Во-вторых, диапазон рабочих оборотов — от холостых до максимальных — у дизеля меньше, соответственно, проще осуществляется управление турбокомпрессором, с этим вполне справляется обычный перепускной клапан в турбине. Кроме того, благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов дизеля в 1,5-2,5 раза выше — это делает эффективней работу турбины на низких оборотах.
Все это объясняет, почему практически все, по крайней мере европейские, производители для наддува дизельных двигателей применяют именно турбокомпрессор. Исключением является, пожалуй, только японская Mazda, которая на модели 626 Wagon предлагает 4-цилиндровый дизель с нагнетателем Comprex, характеристики которого не особенно впечатляют: при объеме 1998 см куб. мощность и крутящий момент, соответственно, 75 л. с. (4000 об./мин.) и 169 Нм (2000 об./мин.).
Есть и другие факторы, облегчающие применение наддува на дизелях. В отличие от бензиновых двигателей, где из-за опасности детонации степень сжатия при турбировании приходится уменьшать примерно на 20%, дизели к детонации не склонны, поэтому при применении наддува степень сжатия приходится снижать незначительно, всего на несколько процентов, а иногда можно обойтись и без этого.

Эксплуатация: плюсы и минусы
К числу несомненных достоинств дизельных двигателей, как атмосферных, так и турбированных, относятся меньший, чем в бензиновых, расход топлива (примерно на 30%), нетребовательность к качеству топлива и экологическая чистота выхлопа. Дизельное топливо к тому же на 20-30% дешевле, хотя это сильно зависит от страны или региона.
Меньшая мощность дизелей с успехом компенсируется, как мы видели, применением наддува. На рис. 2 видно, что 1,2-литровый турбодизель по мощностным характеристикам эквивалентен 1,6-литровому атмосферному бензиновому двигателю.
В целом дизельный двигатель долговечен — его ресурс обычно на 20-30% больше, чем у бензинового. При турбировании ресурс, естественно, уменьшается, но не так сильно, как у бензинового, всего лишь на 10-20%. Иногда, как бы странно это ни звучало, турбирование может даже увеличить ресурс, например, при постоянной эксплуатации автомобиля в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха — наддув оптимизирует сгорание и позволяет избавиться от жесткой работы двигателя, снижая тем самым ударные нагрузки на его узлы и детали.
Благодаря простоте схемы управления турбокомпрессором повышается надежность и снижаются расходы на обслуживание.
В эксплуатации дизельных автомобилей есть некоторые особенности — неважно, турбирован их двигатель или нет. Главная из них — зимний запуск. По традиции многие считают, что дизель на морозе не запустишь. Это не так — если автомобиль рассчитан на эксплуатацию при низких температурах. Двигатель, например, Peugeot 405 при использовании соответствующего масла, зимней солярки и встроенных свечей накаливания для подогрева зоны впрыска пускается при температуре -32°С — доказано практикой. А вот в инструкции по эксплуатации Chevrolet Suburban с 6,5-литровым турбодизелем, который тоже оснащен свечами накаливания, уже при -18°С предлагается пользоваться электрическим нагревателем блока цилиндров с внешним, из розетки, питанием.
Еще одна проблема, на которую иногда жалуются, — это загрязнение форсунок от плохой солярки. Но эта же проблема возникает и в бензиновых двигателях с системами впрыска топлива. Решить ее позволяет периодическая, строго по инструкции или даже чаще, замена топливного фильтра. Заодно это продлит и срок службы плунжерных пар.
И наконец, стоимость. Как уже говорилось, дизель дороже. Но по сравнению со стоимостью самого двигателя стоимость турбокомпрессора относительно невелика, поэтому турбирование дизеля, значительно улучшая потребительские качества автомобиля, лишь ненамного увеличивает его цену.
В таблице 2 приведены некоторые характеристики автомобиля Peugeot 306 XT, оснащенного разными двигателями — двумя бензиновыми с впрыском и турбодизелем примерно такой же мощности. Сравнение характеристик показывает, что турбодизельный вариант ни в чем не уступает бензиновым. Действительно, турбодизельная версия стоит дороже на $1000. Но подсчитано, что на ее эксплуатации, например, в Германии в год при пробеге 20 тыс. км экономится DM900. Для России годовая экономия только на топливе составила бы $250-300. С учетом долговечности дизельного двигателя и меньших расходов на его эксплуатацию первоначальные дополнительные затраты окупятся за 2-3 года.
Некоторые могут возразить, что через такой срок автомобиль уже пора менять. Наверное, это правильно. Но не всем по карману. Да и покупать дизельный или турбодизельный автомобиль будут не любители острой спортивной езды, у которых машина все равно долго не живет, а те, кто предпочитает экономичность и надежность, пусть даже и несколько медлительную.

Таблица 1.
Характеристики Volkswagen Passat GT TDI



Двигатель турбодизель
Рабочий объем (см куб.) 1898
Мощность (л. с.) 90 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм) 202 (1900 об./мин.)
Вес (кг) 1343
Максимальная скорость (км/ч) 178
Разгон от 0 до 100 км/час с 13,9
переключением передач (сек.)
Разгон от 60 до 100 км/ч на 11,6
4-й передаче (сек.)
Расход топлива (л/100 км) 5,0-8,8
Уровень шума в салоне при 100 км/ч (дБ) 67
Цена в Германии (DM) 43600

Таблица 2.
Характеристики Peugeot 306 XT

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector