Система подачи воздуха в двигатель: бензиновый и дизельный мотор - maslo26.ru

Система подачи воздуха в двигатель: бензиновый и дизельный мотор

Система подачи воздуха в двигатель: бензиновый и дизельный мотор

Аналогичная система питания воздухом применяется на дизелях СМД-23/24.

Система очистки воздуха. Для очистки всасываемого в цилиндры воздуха на дизелях СМД-31 и СМД-23/24 предусмотрена трехступенчатая система. Исключение составляют дизели СМД-23.02 и СМД-24.02 корнеуборочных машин, где применена двухступенчатая система очистки воздуха.

В трехступенчатую систему очистки входят вращающийся воздухозаборник, инерционный предочиститель и воздухоочиститель.

Вращающийся воздухозаборник установлен на входном патрубке инерционного предочистителя и крепится стяжным хомутом. Он представляет собой цилиндрическую сетку, к одному краю которой приварена крышка, в другой завальцована крыльчатка, предохраняющая от попадания пожнивных масс через зазор между сеткой и поддоном. К фланцу болтами прикреплена крышка с сеткой. Фланец установлен на оси, вращающейся в подшипниках. На нижней части оси закреплена турбина. Для смазывания подшипников применяется тугоплавкая смазка.

Инерционный предочиститель закреплен на капоте комбайна и соединяется с входным патрубком воздухоочистителя с помощью резинового компенсатора и стяжных хомутов. Инерционный предочиститель с эжекционным удалением отсепарированной пыли состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого приварены завихрительб и отражатель.

Клапан эжектора закреплен на капоте комбайна и с помощью шлангов и стяжных хомутов подсоединен к отсосной трубке эжектора и отсосной трубке инерционного предочистителя. Клапан эжектора состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого находится клапан. На неработающем дизеле клапан закрыт. При работе дизеля в результате разрежения со стороны эжектора и давления воздуха со стороны инерционного предочистителя клапан открыт. В случае снижения давления на всасывании клапан закрывается, предохраняя воздухоочиститель от загрязнения выпускными газами.

Воздухоочиститель закреплен на капоте комбайна и соединен с турбокомпрессором через впускную трубу с помощью компенсатора, шланга и стяжных хомутов. Воздухоочиститель представляет собой сварной корпус, в котором на шпильках установлены и закреплены гайками-барашками 8 две секции фильтров-патронов. На дизелях СМД-23/24 одна секция. Каждая секция состоит из основного и предохранительного фильтров-патронов.

Основной фильтр-патрон состоит из наружной и внутренней сеток, бумажной фильтрующей шторы, находящейся внутри сеток, и донышек, скрепленных герметично эпоксидной смолой. Конструкция предохранительного патрона аналогична.

Очистка воздуха происходит следующим образом.

Воздух под действием разрежения, создаваемого турбокомпрессором, через сетку воздухозаборника направляется в трубу поступая на лопатки воздушной турбины, приводит во вращение вал. Через фланец вращение передается сетке. С поверхности заборной сетки частицы пожнивной массы и пыли сбрасываются центробежной силой. Сетка самоочищается.

Из воздухозаборника воздух по входному патрубку попадает внутрь корпуса инерционного предочистителя. Пройдя через завихритель, воздух приобретает вращательное движение. Частицы пыли под действием центробежной силы сбрасываются к стенке корпуса предочистителя и через зазор между стенкой корпуса и отражателем опускаются на дно корпуса. Из корпуса пыль по отсосной трубке (см. рис. 37), соединенной через обратный клапан с трубкой эжектора, уносится вместе с отработавшими газами в атмосферу. Предварительно очищенный воздух через патрубок поступает в воздухоочиститель. Проходя последовательно через фильтры-патроны (основной и предохранительный), воздух окончательно очищается от пыли. По выходному патрубку и впускной трубеон поступает в турбокомпрессор.

На дизелях СМД-23.02 и СМД-24.02 предусмотрена двухступенчатая очистка воздуха – моноциклон с удалением пыли через выбросные щели и воздухоочиститель.

Воздухоочиститель этих дизелей состоит из корпуса, внутри которого с помощью шпильки и гаек с шайбами закреплены два фильтра-патрона: основной и предохранительный.

Фильтры-патроны V-типоразмера или всех дизелей типов СМД-31 и СМД-23, СМД-24 унифицированы: основной – 60-12029.00, предохранительный – 60-12028.00.

Турбокомпрессор. На дизелях СМД-31 и СМД-23/24 установлен турбокомпрессор, использующий энергию выпускных газов для наддува воздуха в цилиндры. Различные модификации этих турбокомпрессоров имеют разные габариты, отличаются конструкцией отдельных элементов и поэтому не взаимозаменяемы.

На рисунке 45 приведена конструкция турбокомпрессора ТКР8,5С-1. Конструкция других модификаций аналогична. Принцип действия турбокомпрессора следующий. Горячие газы из цилиндров под давлением поступают по выпускному коллектору в камеру газовой турбины, а оттуда направляются на лопатки колеса турбины. Расширяясь, газы вращают колеса турбины с валом, на другом конце которого находится колесо турбокомпрессора. Из турбины отработавшие газы выходят в атмосферу.

Центробежный компрессор засасывает воздух через воздухоочис титель, сжимает его и подает под давлением через воздухо-воздушный радиатор и впускной коллектор в цилиндры дизеля.

Техническое обслуживание системы питания воздухом. Для обеспечения надежной работы системы питания воздухом в процессе эксплуатации необходимо соблюдать следующие правила:
– не допускать попадания воды в воздухоочиститель при мойке дизеля;
– для предохранения фильтров-патронов от загрязнения продуктами сгорания работа дизеля в закрытом помещении запрещается;
– не допускать работу дизеля с загрязненными выше нормы фильтрами-патронами из-за увеличения расхода картерного масла и выхода из строя масляного уплотнения турбокомпрессора;
– при проведении сварочных работ на деталях воздухоочистителя удалять из корпуса фильтры-патроны, так как искры и раскаленные капли металла могут привести к их возгоранию;
– не допускать вращения коленчатого вала дизеля в противоположную сторону, так как это приводит к замасливанию и засорению продуктами сгорания фильтров-патронов;
– не допускать разгерметизации системы питания воздухом до турбокомпрессора и после него, так как это может привести в первом случае к подсосу неочищенного воздуха, во втором – к снижению мощности дизеля, обильному дымлению из-за утечки воздуха;
– своевременно проводить техническое обслуживание составных частей системы питания воздухом.

Техническое обслуживание трех- и двухступенчатой систем питания воздухом дизелей СМД-31 и СМД-23/24 заключается в следующем:
– через каждые 60 моточасов (при ТО-1) очистить щели колпака и защитной сетки моноциклона, обдуть сжатым воздухом или промыть основной фильтр-патрон воздухоочистителя;
– через каждые 240 моточасов обдуть или промыть предохранительный фильтр-патрон воздухоочистителя и смазать подшипники вращающегося воздухозаборника (дозаправить 8…10 г смазки Литол-24);
– через каждые 480 моточасов заменить основной фильтр-патрон воздухоочистителя. Проведение этой работы рекомендуется при подготовке к уборочному сезону.

Последовательность операции по обслуживанию воздухоочистителя (на примере дизеля СМД-31) следующая:
– отверните гайки-барашки и снимите крышки обеих секций;
– отверните гайки-барашки и выньте из корпуса основные фильтры-патроны;
– продуйте основные фильтры-патроны сжатым воздухом сначала внутри, а затем снаружи до полного удаления пыли.

Во избежание прорыва бумажной шторы давление воздуха должно быть не более 0,2…0,3 МПа (2…3 кгс/см2). При этом струю воздуха следует направлять под углом к боковой поверхности фильтра-патрона и регулировать давление воздуха изменением расстояния от наконечника шланга до поверхности фильтра-патрона. При отсутствии сжатого воздуха, а также в случае замасливания или загрязнения продуктами сгорания основные фильтры-патроны необходимо погрузить на 2 ч в моющий раствор, после чего интенсивно прополоскать в воде (температура 35…45 °С) и просушить в течение 24 ч. Промывать фильтры-патроны следует также в том случае, когда продувкой сжатым воздухом они не восстанавливаются. Моющий раствор приготавливают из мыльной пасты ОП-7 или ОП-Ю (ГОСТ 8433-81) и воды, нагретой до 40…45°С (20 г пасты на 1 л воды). Допускается использовать для промывки фильтров-патронов стиральный порошок или пасту, а также хозяйственное мыло, измельченное и растворенное в теплой воде (100 г мыла на 10 л воды).

Мыльный раствор необходимо отфильтровать. Запрещается продувать основные фильтры-патроны выпускными газами или промывать в дизельном топливе;
отверните гайки-барашки и выньте из корпуса предохранительные фильтры-патроны.

Обслуживание фильтров-патронов следует проводить осторожно, чтобы не повредить их.

Обслуживание предохранительных фильтров-патронов с бумажной фильтрующей шторой аналогично основным фильтрам-патронам.

Воздухоочиститель собирают в последовательности, обратной разборке. При этом проверяют состояние уплотнительных колец. Основные фильтры-патроны и фильтрующие элементы предохранительных фильтров-патронов в случае повреждения заменяют из комплекта ЗИП.

Убедитесь в правильности установки фильтров-патронов в корпусе и надежно затяните гайки-барашки. Во избежание повреждения фильтров-патронов не производите чрезмерную затяжку гаек.

В случае повышения расхода картерного масла из-за износа или залегания уплотнительных колец турбокомпрессора последний необходимо снять с дизеля для полной разборки.

Турбокомпрессор разбирают в следующем порядке:
– отверните две гайки и отсоедините от турбокомпрессора трубку слива масла;
-отверните гайки, снимите шайбы и отсоедините корпус компрессора от среднего корпуса;
– отогните буртики замковых шайб, отверните гайки, снимите замковые шайбы, планки и отсоедините корпус турбины от среднего корпуса. Во избежание повреждения лопаток при разборке и сборке турбокомпрессора не ставьте средний корпус в сборе с ротором на колесо турбины или компрессора;
– отверните специальную гайку, придерживая вал ключом за грани на хвостовике колеса турбины, и снимите колесо компрессора;
– выньте из среднего корпуса колесо турбины с валом, осторожно постукивая деревянным молотком через проставку по торцу вала со стороны компрессора;
– выньте маслоотражатель из диска уплотнения компрессора; выньте уплотнительные кольца из канавок маслоотражателя и втулки уплотнения.

Турбокомпрессор собирают в такой последовательности:
– очистите деревянным скребком от нагара, промойте в чистом дизельном топливе и продуйте сжатым воздухом все детали турбокомпрессора;
– установите новые уплотнительные кольца в канавки втулки уплотнения, после чего проверните кольца в канавках так, чтобы замки колец были обращены в противоположные стороны;
– смажьте вал ротора чистым моторным маслом и установите ротор в средний корпус турбокомпрессора;
– установите на маслоотражатель уплотнительное кольцо;
– затем маслоотражатель – в диск уплотнения;
– установите колесо компрессора на вал ротора, совместив метки на валу и колесе компрессора;
– закрепите колесо компрессора на валу ротора специальной гайкой, затянув ее до совпадения меток на гайке и валу ротора.

После сборки среднего корпуса турбокомпрессора проверьте легкость и плавность вращения ротора в подшипнике, а также осевое перемещение ротора, которое должно быть в пределах 0,16…0,25 мм.

Дальнейшую сборку турбокомпрессора производите в порядке, обратном разборке.

Принцип работы и устройство дизельного двигателя

Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики предопределили страсть или отторжение автомобилистов по отношению к агрегатам на «тяжелом топливе». Так как же работает дизельный двигатель, каково его устройство, принцип работы и преимущества?

Времена, когда автомобиль с дизельными моторами ассоциировались с чадящими и тихоходными, давно остались за поворотом. Каждый автомобилист знает, что транспортное средство с агрегатом на «тяжелом топливе» издает характерные тарахтящие звуки, его выхлоп странно пахнет. Современные моторы награждают своих владельцев умеренным расходом топлива, впечатляющей эластичностью (крутящим моментом, доступным в относительно широком диапазоне оборотов) и иногда ошеломительной динамикой на зависть некоторым бензиновым автомобилям. Но при этом они требовательны к качеству солярки, а ремонт компонентов топливной системы может быть весьма дорогим.

Читать еще:  Причины попадания масла в систему охлаждения двигателя

Особенности конструкции

Дизельные двигатели, разумеется, не имеют таких колоссальных отличий как роторно-поршневой двигатель Ванкеля, устройство которого абсолютно не похоже на «анатомию» традиционного ДВС, но у него имеется ряд особенностей, которые проводят между ним и бензиновыми моторами черту.

У дизеля также есть кривошипно-шатунный механизм, но его степень сжатия существенно выше – 19-24 единицы против 9-11 единиц соответственно. Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как формируется, воспламеняется и сгорает топливно-воздушная смесь.

У дизельного ДВС отсутствуют свечи зажигания и, соответственно, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит от сжатия. При этом, воздух и солярка подаются раздельно. Также следует отметить, что практически ни один современный дизель не обходится без системы наддува, которая используется для повышения рабочих характеристик агрегата. Для оптимизации наддува в максимально широком диапазоне оборотов используются турбонагнетатели с изменяемой геометрией. Дизельный агрегат имеет более высокий коэффициент полезного действия, но он тяжелее и выдает больший крутящий момент при низких оборотах, нежели бензиновый ДВС.

Принцип работы дизельного двигателя

Как работает дизельный двигатель и, самое главное, как происходит воспламенение топлива в камере сгорания, если у агрегата данного типа нет свечей зажигания? Сперва воздух поступает в цилиндры. В конце такта сжатия, когда поршень почти достиг верхней мертвой точки, температура воздуха в камере сгорания достигает высоких значений (порядка 700-800 градусов) и затем в цилиндры впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется самостоятельно, без искрового зажигания. Тем не менее, свечи в дизельном агрегате все-таки есть, но то – свечи накаливания, а не зажигания, которые нагревают камеру сгорания для облегчения запуска двигателя в холодное время.

Работа свечи накаливания в дизельном двигателе

Они представляет собой спираль (бывают с металлической и керамические), могут быть установлены в вихревой камере или в форкамере (если речь идет об агрегатах с раздельной камерой сгорания) или непосредственно в камере сгорания (если она нераздельная). При включении зажигания свечи накаливания практически мгновенно, за считанные секунды они раскаляются до температур в районе тысячи градусов и нагревают воздух в камере сгорания, облегчая процесс самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

Типы дизельных двигателей

Широко распространены моторы с раздельной камерой сгорания – топливо впрыскивается в специальную камеру в головке блока над цилиндром и соединенную с ним каналом, а процесс горения происходит не совсем так как у бензиновых ДВС. В этой вихревой камере поток воздуха интенсивнее закручивается, что способствует более эффективному смесеобразованию и самовоспламенению, которое продолжается в основной камере сгорания. Кстати, дизельные моторы с раздельной камерой сгорания менее шумные из-за того, что применение вихревой камеры снижает интенсивность нарастания давления при самовоспламенении.

У дизелей с неразделенной камерой сгорания процесс самовоспламенения происходит непосредственно в надпоршневом пространстве. Агрегаты данного типа несколько шумнее.

Что такое Common Rail

Common Rail – современная система впрыска топлива, разработанная компанией Bosch и использующая принцип подачи солярки к форсункам от топливной рампы, являющейся аккумулятором высокого давления. Common Rail позволяет сделать агрегат тише, при этом более экономичным и экологичным. Еще одним преимуществом использования общей топливной рампы являются широкие возможности регулировки давления топлива и момента его впрыска, поскольку эти процессы разделены.

Дизельный двигатель: устройство, принцип работы

Вторым по популярности двигателей внутреннего сгорания является дизельный двигатель, который раньше устанавливался только на грузовые машины. КПД дизеля больше, чем у самого распространенного ДВС — бензинового. При более высоком коэффициенте полезного действия, дизель расходует топлива намного меньше. Такие преимущества инженеры-конструкторы автомобильной промышленности смогли сделать за счет уникальной конструкции.

История создания дизельного двигателя

Двигатели внутреннего сгорания бензинового типа постоянно модифицируются. Конструкторы добиваются улучшения эксплуатационных технических характеристик. Даже с новым прямым впрыском бензиновый ДВС выдает 30% КПД, а дизельный ДВС без турбонаддвува выдает 40% КПД, с турбонаддувом — около 50%.

Поэтому дизельные моторы становятся все более популярными и в Европе, и, вообще, по миру. Бензин дорожает чаще, чем дизтопливо. Все больше людей перед покупкой автомобиля оценивают, какой расход у этого авто. Основной существенный минус дизельных моторов — это большие габариты и большой вес. Поэтому они устанавливались только на грузовики.

Изготовление и обслуживание диз двигателя сложнее, потому что конструкция должна быть такой, чтобы все детали были сделаны с высокой точностью.

История создания

Дизельный двигатель, он же дизель — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, принцип работы которого основан на самовоспламенении топлива, распыляющегося сжатым и горячим воздухом. До конца 20 века такой тип ДВС устанавливался на корабли, тепловозы, автобусы, грузовые машины, трактора. С конца 20 века после успешных испытаний начал массово устанавливаться на легковые авто.

По информации из википедии, в 1824 году Сади Карно придумал и сформулировал идею цикла Карно, суть которого заключалось возможности доводить топливо до температуры самовоспламенения резким сжатием.

Спустя 66 лет, Рудольф Дизель в 1890 году предложил реализовать эту идею на практике. 23 февраля 1892 года получил патент (разрешение) на свой двигатель, а в на следующий год выпустил брошюру по своего агрегату. Он запатентовал несколько вариантов.

Успешное испытание дизель-мотора удалось сделать только 28 января 1987 года (до этого попытки были неудачными). После этого Р.Дизель начал продавать лицензии на свое изобретение.Хоть и КПД, и удобство использования нового двигателя было на высоко уровне по сравнению с паровыми агрегатами, новые дизель-устройства были большими по габаритам и тяжелыми (они были больше и тяжелее паровых машин тех времен).

Первоначальной задумкой было то, что топливом должна была быть каменноугольная пыль. Но после испытаний такого вида топлива, оказалось, что каменноугольная пыль очень быстро изнашивает детали двигателя из-за своих абразивных свойств и из-за золы, которая получалась в результате сгорания этой пыли.

Далее, в качестве топлива было использовалось растительное масло и легкие нефтепродукты. Именно на этих видах топлива, испытания ДВС Дизеля прошли успешно.

Инженер Экрой Стюард построил в 1896 году работающий двигатель — полудизель. В этой варианте конструкции ДВС было решено, чтобы воздух втягивался в цилиндр, после чего сжимался поршнем и нагнетался в конце такта сжатия в емкость, в которую распылялось топливо. Чтобы запустить такой мотор, емкость нагревалась лампой снаружи и после запуска двигатель работал сам. Экрой Стюард экспериментировал со сжатием топлива и воздуха в цилиндре. Он хотел исключить свечи зажигания.

Русские в изобретениях не отставали. Вне зависимости от успехов создания ДВС Дизелем, в 1989 году в Петербурге на Путиловском заводе инженер Густав Тринклер придумал и создал первый в мире бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления, то есть это был двигатель с форкамерой (форкамера — это предварительная камера сгорания, которая по объему составляет 30% от общего объема камеры сгорания). Такой двигатель получил название «Тринклер-мотор».

После сравнения немецкого варианта Дизель-мотора и русского Тринклер-мотора, русский вариант оказался более эффективным. В Тринклер-моторе использовалась гидросистема для нагнетания и распыления топлива — это позволило отказаться от установки дополнительного воздушного компрессора и позволило увеличить число оборотов вала двигателя. В русском варианте в конструкции двигателя не устанавливался воздушный компрессор. Тепло подводилось медленно и дольше, по сравнению с немецким мотором Рудольфа Дизеля. Тринклер-мотор был проще и эффективнее. Но, теми, у кого были лицензии на Дизель-двигатели Рудольфа и Нобелями были вставлены «палки в колеса», чтобы остановить распространение конкурентного варианта мотора. В 1902 году работы по созданию Тринклер-мотора были остановлены.

В 1989 году Эммануил Нобель получил лицензию на двигатель Рудольфа Дизеля. Двигатель был доработан и теперь он мог работать на нефти, а не на керосине. В 1899 году Механический завод «Людвиг Нобель», расположенный в Петербурге, начал массовый выпуск таких моторов. В 1900 году в Париже на Всемирной выставке дизельный ДВС получил ГРАН-ПРИ. Перед Всемирной выставкой в Париже, появилась новость, что Нобелевский завод в Петербурге выпускает ДВС, которые работают на сырой нефти. Такой ДВС в Европе начали называть «Русский дизель». Русский инженер по фамилии Аршаулов первым сконструировал и внедрил в систему топливный насос высокого давления (ТНВД). Приводом для ТНВД служил сжимаемый поршнем воздух. ТНВД работал с бескомпрессроной форсункой.

В 20-е годы ХХ века, Роберт Бош доработал встроенный ТНВД. Это устройство используется и в наши дни. Бош также усовершенствовал бескомпрессорную форсунку.

С 50-60 годов 20 века дизельный моторы успешно устанавливаются на грузовые машины и автофургоны.

С 70-х годов из-за удорожания бензинового топлива, на дизельные моторы стали обращать внимание производители легковых автомобилей.

В настоящее время, почти каждая марка авто имеет модификацию с дизельным аппаратом под своим капотом.

Устройство системы дизельного двигателя

Основными элементами диз мотора являются:

  • цилиндро-поршневая группа (цилиндры, поршни, шатуны);
  • топливные форсунки;
  • впускные и выпускные клапана;
  • турбина;
  • интеркулер.

Современный дизельный двигатель в разрезе

Принцип работы дизельного мотора

Основная особенность дизельного ДВС в том, что он воспламенение топливно-воздушной смеси в камерах сгорания происходит за счет сжатия и нагрева. Распыление диз топлива осуществляется через форсунки.

Подача солярки осуществляется только в момент, при котором воздух максимально сжат и имеет максимальную температуру.

Когда воздух горячий, дизельное топливо легко воспламеняется. Перед попаданием топлива в камеры сгорания цилиндров ДВС, оно проходит очищающие фильтры, которые очищают от механических примесей, которые быстро нанесли бы ущерб всему устройству.

Порядок работы дизельной системы:

    1. Воздух подается через впускной клапан при движении поршня вниз.
    2. Далее поршень поднимается вверх и сжимает воздух в 20 раз. Давление в этот момент составляет 40 килограмм на 1 сантиметр. Температура воздуха в этот момент достигает 500 градусов по Цельсию.
    3. Когда воздух сжат и нагрет, форсунки этого цилиндра впрыскивают и распыляют топливо. За счет очень сильно нагретого воздуха дизтопливо воспламеняется. Такой способ работы исключает присутствие в системе свечей зажигания. Также в дизельных агрегатах отсутствует система зажигания. Процесс самовоспламенения солярки с воздухом от свечи накаливания.

    Также, в устройстве нет дроссельной заслонки, благодаря чему обеспечивается большой крутящий момент. Но, число оборотов в это время находится на низком уровне.За один цикл работы дизеля форсунки могут подавать топливо несколько раз.

  1. При воспламенении горючей смеси, взрывная волна толкает поршень вниз. Поршень, который соединен с коленвалом посредством шатуна и вращает коленвал.
  2. Далее, от нижней мертвой точки (НМТ) поршень движется вверх и выталкивает отработанные газы через выпускные клапана.Такой процесс в работе двигателя называют циклом.

Дополнительные компоненты двигателя

Помимо основных деталей, которые обязательно присутствуют в конструкции двигателя, есть еще дополнительные детали и узлы, которые улучшают характеристики и работу ДВС.

Принцип работы турбины

Турбина — это устройство, которое создает дополнительного нагнетание топлива. Двигатель с турбиной имеет большую производительность.

Идея создания турбины появилась при обнаружении такого факта, что при движении поршня вверх, солярка не успевает полностью сгорать.

С помощью турбины, сгорание топлива в цилиндрах происходит до конца, за счет чего уменьшается расход топлива и увеличивается мощность ДВС.

Турбонаддув, он же турбонагнетатель состоит из:

  • подшипники — служит опорой дает возможность вращаться валу;
  • кожух на турбине;
  • кожух на компрессоре;
  • стальная сетка.

Цикл работы турбонаддува:

  1. Компрессор создает вакуум и всасывается воздух внутрь системы.
  2. Ротор турбины передает вращение ротору.
  3. Интеркулер охлаждает воздух.
  4. Через впускной коллектор осуществляется подача воздуха, предварительно воздух проходит степени очистки (воздушные фильтры). После поступления воздуха, впускной клапан закрывается.
  5. Отработанные газы движутся через турбину ДВС и создают давление на ротор.
  6. В этот момент скорость вращения турбины вала турбины очень высока, достигает 1500 оборотов в секунду. От этого начинает вращаться ротор компрессора.

Цикл далее повторяется.

При охлаждении воздуха, его плотность увеличивается. Если плотность воздуха стала больше, значит можно закачать воздух большим объемом. Чем больший поток воздуха подается в камеру сгорания, тем лучше сгорает топливо.

Интеркулер и форсунка

При сжатии плотность воздуха и температура увеличиваются. Это негативно сказывается на межремонтном периоде деталей двигателя. В связи с чем была разработано устройство, которое охлаждает горячий воздушный поток.

В зависимости от модификации дизельных двигателей, в цилиндре топливо может распыляться одной или двумя форсунками.

Форсунки дизеля работают в импульсном режиме.

За счет постоянных инженерных внедрений и испытаний, современные дизельные двигатели выдают очень хорошие технические характеристики. Качество сгорания отличное за счет использования турбонагнетателя. Качество сгорания, примерно, выше в 2 раза, чем у бензинового двигателя.

В последние годы идет постоянное усовершенствование не только для улучшения эксплуатационных показателей, но и за счет современных требований мировых экологов. Сначала было требование двигатели Евро-2, потом 3, 4, 5.

В этом видео показывается принцип работы дизеля.

Строение системы дизельного двигателя.

Принцип работы турбонагнетателя (турбонаддува, турбины).

Отличия ДВС евро 5 от евро 4.

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Борщик красный, но без свеколки. Ну или как-то так. Можно описать технологию дизельного двигателя полноценно использующего как топливо бензин. Это Mazda детка, разработала инновационный двигатель Skyactive-X.

Инженеры японской автомобилестроительной компании Mazda разработали новый двигатель внутреннего сгорания Skyactive-X, который будут устанавливать на новые автомобили с 2019 года. Японцы использовали дизельный цикл, однако в качестве горючего выступает бензин.

Речь идет о принципиально новой силовой установке, сочетающей дизельный цикл и бензин в качестве двигателя.

Как известно, дизель является поршневым двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Он использует дизельное топливо и является весьма экономичным. Отличием дизельного двигателя от бензинового является то, что в первом случае топливо самовоспламеняется при подаче в цилиндр с предварительно сжатым воздухом. У дизельного двигателя степень сжатия в цилиндрах значительно выше, чем у бензинового. В целом, дизель проще по своей конструкции, чем бензиновые аналоги, а его цикл более экономичен.

Новый SkyActiv-X воспламеняет воздушно-топливную смесь без искры — посредством сжатия, как это делает дизельный двигатель. За счет сочетание системы сжатия с нагнетателем Mazda смогла повысить крутящий момент. Использованная концепция позволила японцам одновременно увеличить мощность двигателя и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Идеальный цикл дизеля характеризируется четырьмя этапами: адиабатным сжатием рабочего тела, изобарным подводом теплоты к рабочему телу, адиабатным расширением рабочего тела и изохорным охлаждением рабочего тела.

Отметим, что сейчас все автомобилестроительные компании активно работают над повышением экономичности своих детищ, что не в последнюю очередь связано со стремительным распространением электрических авто. В самой Mazda говорят, что Skyactive-X будет на 20–30% экономичнее других бензиновых двигателей компании. Такие гиганты мирового автомобилестроения, как Daimler и General Motors, уже заинтересовались новой разработкой японцев. С деталями нового изделия Mazdа, вероятно, поделится позже. Известно, что руководство компании планирует начать устанавливать Skyactive-X на автомобили начиная с 2019 года.

Новый двигатель представляет собой часть стратегического плана японского автопроизводителя, направленного на электрификацию и минимизацию выбросов. План рассчитан до 2030 года. Mazdа хочет объединить свои усилия с Toyota и создать новые электромобили. Между тем отказываться от «бензинового» направления японские специалисты явно не спешат, о чем неоднократно давали понять.

Ка же дела обстоят на данный момент? Что будет если в дизель залить бензин и как поведёт себя бензиновый двигатель при использовании дизельного топлива?

Не всегда в такие ситуации попадают «чайники» или «блондинки», зачастую даже опытные водители могут попасть впросак. Знаете, сам был свидетелем такой ситуации – у меня есть знакомый, который купил вторую машину в семью (еще у него одна рабочая) — то есть всего три автомобиля. Долго мечтал о мощном внедорожнике — по его мнению, в целях экономии все же взял дизель (долго выбирал дизель или бензин). А старую машину, у него седан оставил жене. В общем как обычно прикатил на заправку после действительно сложного рабочего дня (проще сказать мозг вынесли) и встал на заправку с бензином, чисто по инерции – далее просто залил бензин в дизельный двигатель! Осознание пришло только через пару километров, когда автомобиль начал дергаться и как-то странно себя вести.

Для начала стоит отметить что бензин и дизель это по сути разные, два вида топлива. Двигатели работают по различным принципам, хотя и там, и там есть и поршни и коленвал с шатунами.

Принципы воспламенения жидкостей

Бензин. Самый распространенный вид двигателя, а поэтому вспомним его первым.
Помним, что он четырехтактный (впрыск, сжатие, воспламенение, выход отработанных газов). Но принцип зажигания, здесь основан на свечах зажигания, да и воспламеняют они топливную смесь (бензин + воздух), которая подается через впускной коллектор. Без свечей топливо не воспламенилось бы, хотя справедливости ради иногда происходят «детонации», но очень редко. Также стоит отметить — что компрессия в цилиндрах примерно от 9,5 до 11 атмосфер, это важно! Конечно, сейчас есть двигатели «СКАЙАКТИВ» от MAZDA, там компрессия доходит до 13,5, но все же это исключение из правил, нежели общая тенденция.

Дизель (в России еще называют – «солярка»).
Здесь также четыре такта (впрыск, сжатие, воспламенение, выход отработанных газов). Вот только воспламенение топлива происходит по-другому, здесь вообще нет свечей зажигания, да и впрыск здесь совершенно другой. Во-первых, хочется сказать — что воспламенение дизельного топлива происходит за счет сжатия (компрессия на дизелях доходит до 20 атмосфер). Во-вторых, топливо не смешивается с воздухом и не подается в качестве топливной смеси — здесь отдельно воздух и отдельно солярка. Как все происходит – поршень сжимает воздух в цилиндре, из-за чего тот очень сильно разогревается, дальше почти в пиковой точке, происходит впрыск топлива, под очень большим давлением (через форсунки), после чего оно воспламеняется.

Как вы можете видеть различия существенные, внешне схожие агрегаты, очень разные внутри, да и система подачи топлива здесь различна.

Что будет если залить бензин в «дизель»?

Мягко сказать это не очень хорошо. Однако все зависит от того сколько бензина вы добавили, бывает что бак у вас на 100 литров, а вы «плеснули» всего 5 литров, то дизельный двигатель скорее всего этого просто не заметит – «прожует» как миленький. Разговаривал с матерыми дальнобойщиками, так они до появления «антигелей для дизеля» добавляли в бак немного бензина, чтобы дизель не был такой густой при морозе, говорят — реально помогает. Однако добавление должно быть в пределах 3%, ну максимум 4 – 5, не больше!
Однако если залили очень много, больше половины или вообще почти полный бак, то это может пагубно повлиять на дизельный двигатель, а точнее на его системы. Что произойдет в начале? Да все просто ваш автомобиль встанет, и не будет запускаться. Все дело в том, что, как я писал сверху, для бензина нужна искра, а вот сжатие ему как бы «по барабану». Соответственно нормальной работы не получится, и двигатель заглохнет.
В баке и системе авто, находятся фильтры тонкой и грубой отчистки, они рассчитаны на дизельное топливо, и если в них попадает бензин, а он более «активный» и жидкий, то он их попросту «убьет». Однозначно замена.

Страшное слово для всех владельцев дизельных двигателей — ТНВД (топливный насос высокого давления) + сопутствующие форсунки которое это топливо впрыскивают в цилиндры.

Так вот «заточены» они именно под дизель! «Как это проявляется?» — спросите вы. Да все просто, современная солярка, если можно так выразиться – маслянистое топливо, в составе есть небольшое количество смазывающих составов, именно они смазывают ТНВД и форсунки, продлевая их жизнь. А вот в бензине такого нет, он наоборот является прекрасным растворителем, то есть он смывает все смазывающие материалы. Также бензин намного жиже, он совершенно другой консистенции. Таким образом эти важные элементы могут выйти из строя — а это ой как не дешево, если сменить все 4 форсунки + сам насос, то по это примерно 20-30% от стоимости вашего авто. Помню, чистка одной форсунки с разборкой на ФОЛЬКСВАГЕН ТУАРЕГ вышла в 14000 рублей, а это не замена – просто чистка!

В общем то и все – сам двигатель не пострадает, может «накрыться» топливная система и фильтры.

Действия после того как заметили

Хочу немного успокоить – если заметили сразу же, например — на заправке, либо после пары минут работы. То в 80% случаев ничего страшного не произойдет, бензин попросту может не закачаться в систему. Однако нужно выполнить несколько несложных действий:

  • Глушим машины и больше ее не запускаем! Это нужно усвоить!
  • Вызываем эвакуатор или друга с тросом, чтобы отбуксировали на СТО.
  • На СТО снимают бак и промывают его – обязательно, нужно — чтобы полностью удалили бензин.
  • Промывают все систему подачи топлива, обычно выполняется сжатым воздухом, опять же убираем остатки из системы.
  • Замена топливных фильтров, тонкой и грубой очистки.

Если вам повезет, то ТНВД и форсунки останутся целыми. Затем просто привозите нормальную солярку, заправляете и дальше в путь. Конечно, работа по прочистки системы будет не дешевая, знакомый отдавал примерно 7000 рублей, но сделать нужно обязательно, ибо если не выполнить эти шаги, то дорогостоящий ремонт топливной системы дизеля – гарантирован!

ДИЗЕЛЬ В БЕНЗИНЕ

Обратные ситуации тоже случаются. Но при попадании солярки в бензиновую машину ситуация изменяется кардинальным образом. Плотность бензина меньше, чем плотность дизеля, поэтому уже во время заправки вся соляра опускается на дно бензобака и норовит незамедлительно попасть в топливную магистраль. То есть почти сразу водители начинают чувствовать те же стуки в моторе, потерю динамики, а соседи по потоку еще и видят облака черного дыма, извергающиеся из выхлопной трубы.

Первоначальные действия при ошибочной заправке те же, что были описаны выше: нужно немедля осушить бак и залить нужное топливо. Однако попадание солярки в бензиновый мотор по большей части не грозит ужасными последствиями. Если бак был пустой и солярка в нем — преобладающее вещество, то мотор заглохнет практически мгновенно и не успеет испортиться. Степени сжатия ДВС и искры от свечи просто не хватит, чтобы воспламенить дизель.

Если машина до заезда на АЗС была заправлена наполовину или больше, то движение, возможно, получится. Во время отведенных автомобилю километров на такой топливной смеси начнут засоряться фильтры, форсунки двигателя, а при долгой эксплуатации возможно повреждение мотора, который не сможет правильно синхронизировать работу цилиндров. В дизеле содержится много парафина, который забивает все магистрали и мембраны фильтров, что происходит с удвоенной скоростью при отрицательных температурах. Однако для этого нужно иметь полное равнодушие к симптомам, которые проявляет автомобиль.

Если заправку бензиновой машины удалось прекратить в самом начале, скажем, на 50-литровый бак пришлось порядка пяти литров соляры, то, скорее всего, машина этого не почувствует. Важно только помнить, что бак должен быть заправлен под завязку бензином, желательно с октановым числом повыше рекомендуемого.

Таким образом, ошибка на заправке не катастрофична. Если вовремя осознать ее и действовать по правильному алгоритму, ситуацию можно выправить довольно просто и без жертв. Или хотя бы минимизировать ущерб, если не игнорировать сигналы машины.

Делитесь своим опытом и впечатлениями если попадали в неловкую ситуацию из-за перепутанного топлива.

Для того, чтобы быть в курсе выходящих постов в этом блоге есть канал Telegram. Подписывайтесь, там будет интересная информация, которая не публикуется в блоге!

Устройство автомобилей

Система питания дизеля

Дизельные двигатели относятся к тепловым двигателям внутреннего сгорания поршневого типа с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением рабочей смеси. По принципу работы они существенно отличаются от бензиновых двигателей, использующих для воспламенения рабочей смеси внешние тепловые источники – искровое электрическое зажигание или специальный тепловой элемент.

Кроме того, у многих бензиновых двигателей смесеобразование протекает вне цилиндров двигателя – в специальном смесителе (карбюраторе), продолжается во впускном трубопроводе, и заканчивается в цилиндрах во время тактов впуска и сжатия.
У инжекторных двигателей с центральным и распределенным впрыском смесеобразование осуществляется во впускном трубопроводе, продолжаясь в цилиндрах вплоть до воспламенения смеси свечой. И лишь инжекторные двигатели с непосредственным впрыском принципиально схожи по характеру смесеобразования с дизельными двигателями, но, тем не менее, тоже имеют ряд отличий в процедуре и результатах смешивания топлива с воздухом.

Общий принцип работы четырехтактного дизельного двигателя можно описать следующим сценарием:

  • всасывание чистого воздуха в цилиндр через впускной клапан при движении поршня к нижней мертвой точке;
  • быстрое и сильное сжатие воздуха до раскаленного состояния при закрытых клапанах и перемещении поршня к верхней мертвой точке;
  • впрыск топлива в цилиндр, смешивание его с воздухом в камере сгорания и последующее самовоспламенение рабочей смеси с выделением теплоты, повышающей давление в цилиндре;
  • движение поршня вниз под действием высокого давления газообразных продуктов сгорания топлива, в результате чего совершается полезная механическая работа;
  • выброс отработавших газов в атмосферу при открытом выпускном клапане и перемещении поршня к верхней мертвой точке.

Далее описанный сценарий повторяется.

Двухтактный дизель работает по сокращенному «сценарию» — очистка цилиндров от продуктов сгорания (отработавших газов) и впуск свежего заряда воздуха осуществляется в период, когда поршень движется от ВМТ к НМТ и продолжается еще некоторое время после прохождения поршнем нижней мертвой точки (перекладки поршня) и движения его к ВМТ.
Затем впускное и выпускное окно в цилиндре перекрываются боковой поверхностью поршня, и начинается резкое сжатие воздуха, поступившего в цилиндр.
После сжатия и сильного разогрева воздуха осуществляется впрыск топлива, его перемешивание с воздухом, и самовоспламенение рабочей смеси. При перемещении поршня к НМТ под действием давления продуктов сгорания смеси выполняется полезная работа, и после того, как выпускное и затем впускное окна откроются, выполняется продувка цилиндра свежим зарядом воздуха.

Итак, основные отличия двигателя от классического бензинового двигателя – внутреннее смесеобразование и самовоспламенение рабочей смеси. Эти различия имеют и положительные, и отрицательные стороны.

Так, внутреннее смесеобразование позволяет эффективно использовать наддув, а у двухтактных двигателей – исключить потери топлива при продувке цилиндров, поскольку впускается чистый воздух, а не горючая смесь. Но с другой стороны, — при внутреннем смесеобразовании отводится лишь краткий миг для перемешивания топлива с воздухом, а без этого горение невозможно либо будет протекать малоэффективно.

Самовоспламенение смеси в дизелях позволяет отказаться от достаточно сложной системы зажигания, применяемой в бензиновых двигателях.
Но, если перефразировать известную пословицу, — не бывает добра без худа — для подачи топлива в цилиндры под высоким давлением (а это крайне необходимо для качественного распыливания топлива) применяется чрезвычайно дорогостоящая аппаратура — насосы высокого давления и форсунки.

Высокая степень сжатия, используемая в дизельных двигателях, тоже приводит к отрицательным последствиям, поскольку влечет за собой применение массивных деталей цилиндропоршневой группы, способных выдержать колоссальные давления.
Кроме того, из-за высоких рабочих давлений дизели работают жестче и шумнее, чем их бензиновые «собратья».

Но, как бы то ни было, дизели по сравнению с бензиновыми двигателями имеют ряд существенных преимуществ, и основным из них является высокая топливная экономичность. Так, расход топлива для получения единицы мощности у дизелей на 25…30% меньше, чем, например, у карбюраторных двигателей.

Кроме того, с учетом более высокой плотности дизельного топлива по сравнению с бензином, запас хода по топливу у дизельных автомобилей на 35…45% выше, чем у бензиновых «собратьев».
Себестоимость дизельного топлива меньше, чем себестоимость бензина, поскольку оно получается прямой перегонкой.

Немаловажно и то, что в продуктах сгорания дизельного топлива содержится меньше токсичных веществ, чем в отработавших газах бензиновых двигателей. Да, дизели зачастую сильно дымят, чадят и коптят при работе, особенно, если система питания плохо отрегулирована, но, как это ни парадоксально звучит, в этой копоти меньше яда, чем в безобидном сизом дымке из выхлопной трубы карбюраторного двигателя.

Но не только топливная экономичность и относительная экологичность выгодно отличает дизель от бензинового двигателя. Дизели надежнее. Для них характерны стабильная экономичность во всем диапазоне нагрузок, лучшая приемистость и возможность работы с нагрузкой без полного прогрева.
Дизельный двигатель «довезет» свое колесное чадо вместе с водителем и грузом до места назначения, даже если откажет бортовая электросеть – в своей работе дизель полностью автономен, если не считать пускового устройства.

Преимущества дизеля над бензиновым двигателем с точки зрения термодинамики подробнее описаны в разделе сайта, посвященном теплотехнике.

Как уже указывалось выше, слабым звеном двигателей с внутренним смесеобразованием, в том числе – дизельных двигателей, является слишком короткий отрезок времени, в течение которого топливо должно перемешаться с воздухом. Конструкторам приходится решать сложную задачу – как в течение сотых долей секунды получить топливовоздушную смесь высокого качества, способную быстро и эффективно сгореть и отдать тепло для преобразования в механическую энергию.

Это возможно применением специальных камер и объемов для смешивания топлива с воздухом, которые зачастую приводят к замысловатой форме камеры сгорания и днища поршней, для того, чтобы обеспечить завихрение и перемешивание компонентов горения.
Второй путь повышения эффективности смесеобразования – применение впрыска под очень высоким давлением, что приводит к интенсивному распыливанию порции топлива по всему объему камеры сгорания.

В результате изысканий в указанных направлениях конструкторы разработали различные устройства и технологии, значительно повышающие качество и скорость смесеобразования в дизелях и бензиновых двигателях с непосредственным впрыском, о которых будет рассказано в других статьях сайта.

Здесь мы рассмотрим классическую схему системы питания дизельного двигателя, которая включает следующие основные механизмы, приборы и устройства ( см. рис. 1 ):

  • топливный бак;
  • топливопроводы низкого давления;
  • топливоподкачивающий насос;
  • топливные фильтры грубой и тонкой очистки;
  • топливный насос высокого давления (ТНВД);
  • топливопроводы высокого давления;
  • форсунки;
  • топливопроводы системы отвода излишков топлива от форсунок и ТНВД.

Кроме перечисленных элементов, предназначенных для подачи топлива из бака в цилиндры, система питания дизеля (как и бензинового двигателя) включает:

  • воздушный фильтр с впускным трубопроводом для воздуха;
  • трубопроводы удаления отработавших газов;
  • приборы для очистки продуктов сгорания от вредных веществ и примесей;
  • устройства для снижения уровня шума при выхлопе отработавших газов (глушители, резонаторы и т. п.).
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector