Кожен водій має свої міркування щодо того, який силовий агрегат насправді кращий. Одні вважають, що малий обсяг приносить велику перевагу та дає економію палива. Інші вважають, що варто купувати лише бензиновий двигун через його невибагливість та універсальну експлуатацію. Треті вибирають лише об'ємні дизелі з турбіною для отримання величезного задоволення від чудової тяги. Розберемося з тим, як варто експлуатувати дизельний силовий агрегат, який має ряд особливостей використання. Правильна експлуатація може значно продовжити термін життя агрегату та надати чимало важливих переваг. Якщо ви пересядете з бензинового позашляховика на дизельний без зміни звичок, то вашому силовому агрегату доведеться непросто.

Використання двигунів – це тема, яку можна обговорювати нескінченно. На основі того, які особливості поїздки порушують власники техніки в порівнянні з заводськими рекомендаціями, можна дуже просто підшукати цілу низку важливих рекомендацій. Питання це стосується заправки певного палива та заливання олії, сервісного обслуговування, а також ремонту. Є певні поради щодо практичної експлуатації для зниження витрати та зносу дизельного двигуна. Можна також згадати зимове використання дизельного двигуна, яке має бути дуже обережним. Враховуючи всі представлені категорії, ми можемо сформувати декілька важливих порад для власників дизельних силових агрегатів. Варто лише сказати, що все сказане нижче відноситься до сучасних турбованих дизелів, які встановлюються на масові легкові машини.

Заправка та обслуговування - два найважливіші моменти використання

Насамперед при покупці дизельного силового агрегату потрібно вибрати нормальне місце заправки. Йдеться не лише про якісний бренд заправної станції, а й якість солярки, що не завжди збігається. Скористайтеся рекомендаціями спеціалістів та перевірте солярку на якість за допомогою нехитрих тестів. Паливо не повинно замерзати, мутніти і має бути чистим у будь-яких умовах. Також варто дотримуватися рекомендацій з обслуговування:

• для дизельного силового агрегату багато виробників ставлять трохи менший міжсервісний інтервал, ніж для бензинових двигунів, але це не завжди саме так;
• потрібно повністю дотримуватися всіх умов обслуговування, які виставлені виробником автомобіля, використовувати лише оригінальні матеріали на сервісі;
• при покупці невідомої олії можна попрощатися з двигуном вже через 10-20 тисяч кілометрів, фільтри також варто купувати оригінальні та дуже якісні;
• особливу увагу потрібно приділити діагностиці обладнання під час проведення сервісу - це допоможе уникнути неприємних неполадок, пов'язаних з ТНВД, і головкою блоку;
• Виконувати ремонт дизельного двигуна потрібно відразу після того, як автомобіль показав неполадку, це допоможе зберегти певну якість та потрібні властивості установки.

Якщо бензиновий двигун іноді експлуатують успішно і з неполадками, то дизельних силових агрегатах така ідея не пройде. Потрібно використовувати послуги професійного сервісу для обслуговування Common Rail, турбіни, ТНВД та головки блоку циліндрів. Саме ці деталі найчастіше виходять з ладу і завдають певних неприємностей у процесі експлуатації. Поломка може повністю вивести агрегат із ладу.

Як їздити на дизельному двигуні із турбіною сучасного типу?

Актуальні силові агрегати на важкому паливі не надто відрізняються від бензинових двигунів. Питання якості поїздки може бути дуже серйозним, оскільки неправильна експлуатація призводить до низки проблем. Потрібно пам'ятати основні рекомендації, а також прочитати особливості та індивідуальні поради в інструкції з експлуатації вашого автомобіля. Базові рекомендації для таких двигунів:

• використовуйте високий момент, що крутить, при низькому показнику оборотів - не розкручуйте дизельний двигун до високих показників оборотів силового агрегату;
• скористайтеся зручним раннім перемиканням передач та чудовими тяговими характеристиками автомобіля з дизельним двигуном, це допоможе отримати комфорт;
• не перегрівайте агрегат, тривала робота на підвищених оборотах або експлуатація на бездоріжжі в серединному режимі виводить із ладу ТНВД та інші важливі модулі;
• не варто ганяти на дизельній машині – ви купуєте автомобіль для комфорту та низької витрати, тому використовуйте всі важливі переваги транспорту з такими рисами;
• у місті цілком можлива поїздка на швидкості 60-70 кілометрів на годину з використанням останньої передачі – це один із улюблених режимів роботи дизельного агрегату.

Потрібно розуміти, що дизель має зовсім іншу структуру, ніж звичний нам бензиновий двигун. Є низка переваг, але й недоліки є. Тому завжди потрібно вивчати рекомендації виробника щодо використання автомобіля, інакше можна потрапити в неприємну ситуацію. Використовуйте найбільш якісні рішення поїздки і завжди намагайтеся дотримуватися рекомендацій заводу. Це допоможе зберегти працездатність вашої машини.

У чому є важливі переваги дизельного двигуна?

Силовий агрегат дизельного типу відомий тим, що їсть менше палива, ніж бензиновий побратим із подібними характеристиками потужності. Це дійсно так, але силовий агрегат дизельного типу є одним із розтратників бюджету на сервісі, він вимагає більшої кількості грошей для виконання всіх поставлених завдань. Тому варто виділити такі чисті та незаперечні переваги силового агрегату на важкому паливі:

• можливість раннього перемикання передач, дуже хороший момент, що крутить, який підхоплює КПП в будь-якому режимі і чудово їде навіть у невдало обраному положенні;
• дуже високі показники тяги безпосередньо у процесі розгону, тобто на низьких оборотах виникає найвищий показник оптимальної корисної потужності агрегату;
• знижена витрата палива в порівнянні з бензином вирівнює вартість експлуатації силового агрегату на важкому паливі, так що він не обійдеться вам набагато дорожче;
• термін експлуатації дизеля при дотриманні всіх важливих рекомендацій буде досить високим, з апаратом не виникає жодних проблем, багато хто доїжджає до 500 000 км;
• екологічна чистота викидів набагато краща, ніж у бензинових варіантів, відсутність чадний газ, а ось тверді частинки є, і часто вони перевищують норму для авто такого класу.

Сучасні розробки силових агрегатів стають все більш витонченими та вимогливими. Тому варто уважно стежити за кожним оновленням та перед покупкою вивчати двигун, інформацію та відгуки про нього. Один і той самий агрегат в різних поколіннях автомобілів від виробника може мати різні варіанти експлуатації. І в даному випадку можна отримати справді розчарування при покупці.

Як експлуатувати дизельний двигун узимку?

Зимова експлуатація силового агрегату з дизельним паливом відбувається дещо складніше. Якщо бензин не застигає взагалі в принципі, то температура помутніння дизельного палива становить -25 градусів за Цельсієм. Температура замерзання вже за -35 градусів виключає експлуатацію авто в таких умовах. Втім, сьогодні є солярка із присадками, яка без проблем використовується у будь-яких умовах. Є низка обережних моментів:

• взимку в дизельному двигуні непогано було б встановити турботаймер, який продовжував повільно знижувати температуру двигуна після поїздки, коли ви вже вийшли з авто;
• також слід вибирати зимове паливо на заправці, обравши спочатку нормальну заправну станцію, на якій ви не заллєте в бак неякісну рідину;
• можна також використовувати ряд присадок для зниження температури кристалізації палива, коли залите в бак пальне перетворюється на гелеподібну масу;
• після перетворення солярки на гель доведеться везти машину на сервіс, причому на евакуаторі, щоб вичистити паливні елементи та шланги для подальшого використання.

З цих причин дизельні машини в північних умовах – це не найвдаліший варіант. У середній смузі Росії такі авто цілком прийнятні і можуть виконувати свої функції чудово. На півдні взагалі не виникає проблем із їх експлуатацією. Тим не менш, потрібно враховувати ряд особливостей щодо використання палива та якості сервісного обслуговування вашого авто. Пропонуємо подивитися невелике відео про особливості дизельного автомобіля:

Підбиваємо підсумки

Чи є сенс купівлі дизельного автомобіля? В економічному плані цього сенсу практично немає. Але щодо поїздки, ваші умови справді серйозно зміняться. Ви ознайомитеся з новою технологією, що повністю відкриває нове сприйняття автомобільного транспорту. Є ряд позитивних та негативних факторів використання такого транспорту. Але найчастіше любителі дизелів стверджують, що плюси значно перевершують мінуси. Звісно, ​​це дуже умовно. Ви можете придбати дизель і залишитися вкрай незадоволеним ситуацією за першої поломки взимку. Але пам'ятайте, що якість експлуатації залежить від вас.

Також слід пам'ятати про заправку, яка може бути нормальною та жахливою. Якщо бензиновий агрегат від поганої заправки просто підвищить витрату, дизельне паливо може знищити ряд дорогих елементів в машині. Тож у Європі, наприклад, експлуатувати дизельні агрегати непроблематично. З іншого боку, завжди є низка складнощів у володінні автомобілем з таким агрегатом. Так що якщо ви боїтеся цих складнощів, краще вибирайте бензинову машину. Якщо хочете спробувати щось нове, сміливо купуйте турбодизель. А який двигун ви віддали б перевагу для особистої експлуатації?

4-тактний дизельний двигун внутрішнього згоряння. Це "брат - близнюк" іншого двигуна - бензинового. Конструктивно «дизель» мало чим відрізняється від бензинового побратима, але принцип роботи у цих двигунів відрізняються, саме тому двигуни внутрішнього згоряння пішли по 3 різних шляхах розвитку.

Дизельні двигуни є найбільш затребуваними силовими агрегатами, які використовуються в різних галузях. Ними оснащуються легкові та вантажні автомобілі, стаціонарні силові установки, спецтехніка, судна та тепловози. Це своєрідні «робітники конячки», яким можна довірити найважчу роботу. З моменту своєї появи в 1897 дизелі практично не змінили принцип роботи і загальну схему будівлі, але з кожним роком вони удосконалюються з метою зменшення їх ваги і габаритів, зниження витрати палива і підвищення їх потужності. В основному модернізація полягає у розробці електронних систем, які контролюють роботу основних систем та механізмів двигуна з метою визначення оптимального режиму його роботи.

Основна відмінна риса дизельного двигуна від його головного бензинового конкурента - це спосіб займання паливо в циліндрах, яке загоряється при контакті зі стисненим повітрям під час робочого такту, що виключає детонацію всередині циліндрів і дає можливість підвищити ступінь стиснення, а також використовувати різні системи наддуву, що підвищують потужність.

Ефективність будь-якого, у тому числі і дизельного, двигуна залежить від кількості енергії, що виробляється під час спалювання палива в циліндрах. У цьому відношенні дизельний двигун набагато ефективніший за свого бензинового побратима, що досягається за рахунок більш високого ступеня стиснення, що досягає 20-24 одиниць, і більш раціональної витрати палива, що безпосередньо залежить від навантажень. Якщо порівняти дизельний та бензиновий мотор однакового обсягу, перший споживатиме в 1,5 рази менше палива. ККД дизельного двигуна становить близько 40%, а із застосуванням додаткової системи наддуву – всі 50%, що у 1,5-2 рази вище, ніж у бензинового. Дизельні двигуни у своїй будові мають міцніші та надійніші елементи, розраховані на роботу в умовах високого тиску, тому вони більш довговічні. А ось недоліком таких моторів є їхня велика маса, шум при роботі, скрутний пуск при мінусовій температурі. При експлуатації потрібно ретельно стежити за справністю плунжерної пари, від якої безпосередньо залежить якість роботи двигуна. У зв'язку з тим що економічно і ефективності дизельні двигуни себе виправдовують, а зі збільшенням розмірів вигода їх тільки зростає, їх застосовують на океанському і морському флотах, на всіх видів надводних кораблів цивільного призначення.

Пристрій двигуна

Дизельний двигун складається з наступних основних систем та механізмів:
- кривошипно-шатунний механізм;
- газорозподільчий механізм;
- Система пуску;
- система харчування;
- система охолодження;
- Мастильна система.

Принцип роботи такого мотора наступний: у циліндрах згоряє паливо, виділяючи енергію, яка надає руху поршень, пов'язаний шатуном з колінчастим валом. Під тиском поршня вал прокручується, передаючи момент, що крутить, далі по трансмісії до провідних колес. Системи двигуна відповідають за пуск двигуна, подачу палива, охолодження та мастило робочих поверхонь.

Дизельні двигуни можуть бути 2-х та 4-тактними. І перші, і другі успішно використовуються у тих чи інших сферах і мають свої плюси та мінуси. Перевагами 4-тактних двигунів є:
- Економічність;
- надійність;
- Нескладне технічне обслуговування;
- Порівняно невисокий рівень шуму при роботі.

Недоліки 4-тактних моторів:
- 3 з 4-х тактів циклу здійснюються за інерцією, а робітником є ​​лише один з них;
- різкі збільшення навантаження під час робочого такту вимагають наявності більш надійних та міцних елементів: шатуна, втулки циліндра, поршня тощо;
- Необхідність регулювання теплових зазорів;
- Запускається довше, ніж 2-хтактний.

Процес роботи дизельного ДВЗ

Як випливає з назви, робочий цикл чотиритактного ДВС складається з 4-х тактів: впуску, стиснення, розширення та випуску. Чотири такти відповідають двом обертам колінчастого валу і чотирма ходами поршня. Хід поршня – його переміщення від верхньої мертвої точки (ВМТ) до нижньої (НМТ) чи навпаки. Це одна з найважливіших характеристик двигуна, яка визначає ступінь стиснення паливної суміші, а отже, і потужність двигуна.

Перший такт - такт впуску - в дизельному двигуні являє собою впуск повітря через впускний клапан, що відкривається. Поршень переміщається від ВМТ до НМТ, створюючи розрідження в камері згоряння, що сприяє втягуванню повітря усередину циліндра.

Такт стиснення – це процес стиснення повітря під час переміщення поршня від НМТ до ВМТ при закритих клапанах. При цьому в камері згоряння зменшується об'єм, збільшується тиск та підвищується температура. Дещо раніше, ніж поршень займе своє верхнє положення, через форсунку впорскується дизельне паливо. При взаємодії з гарячим повітрям воно спалахує.

Такт розширення (робочий хід) характеризується різким підвищенням температури та тиску за рахунок згоряння палива. Гази тиснуть на поршень, переміщуючи його з ВМТ до НМТ, що і є основною рушійною силою двигуна.

Такт випуску – видалення відпрацьованих газів із камери згоряння через випускний клапан. Поршень піднімається до ВМТ, виштовхуючи продукти згоряння назовні.

Після такту випуску знову йде такт впуску і так по колу.

Робота всіх 4-ох тактних двигунів однакова, чи то дизельний двигун, чи бензиновий.

Камера згоряння паливної суміші

Різні моделі дизельних двигунів відрізняються між собою будовою. Однією з важливих особливостей є конструкція камери згоряння. Камера згоряння – простір, де відбувається безпосередньо згоряння палива.

Нерозділена камера розташована в самій конструкції поршня або над ним, паливо на такті впуску потрапляє в неї, де і спалахує при контакті з гарячим повітрям. Це найбільш простий варіант, який, до того ж, знижує витрату палива, але сам двигун працює дуже голосно.

Інший варіант - розділена камера, тобто камера, яка розташована не в циліндрі, а на вході до нього та пов'язана з ними каналом. Паливо подається в камеру, де перемішується з вихровим потоком повітря, що краще розподіляє його краплі за об'ємом камери згоряння та сприяє його повному згоранню. Такий варіант підходить для невеликих установок та легкових автомобілів, але він значно збільшує витрати пального.

Виходячи з конструкції поршня та камери згоряння, розрізняють різні способи сумішоутворення в дизельних ДВЗ:

- об'ємне сумішоутворення - найпростіший варіант. Камера згоряння є простір між поршнем, стінками та головкою циліндрів. Паливо впорскується під тиском через розпилювачі форсунок. Тут важливо, щоб краплі палива рівномірно розподілилися по всьому об'єму і ретельно перемішалися з гарячим повітрям, тому в камері згоряння повинен бути організований вихровий потік паливного заряду, а саме паливо має подаватися під високим тиском;

- Об'ємно-плівкове сумішоутворення використовується у високооборотних двигунах з невеликим діаметром циліндрів. Це якраз той випадок, коли камера згоряння частково розміщена в конструкції поршня. У двигунах вітчизняного виробництва такі камери мають форму зрізаного конуса. При впорскуванні заряду паливо потрапляє на поверхню камери згоряння, утворюючи плівку, після чого практично відразу випаровується. Вихрові потоки, що утворюються під впливом переміщення поршня, дозволяють рівномірно розподілити краплі палива по всьому обсягу;

- Передкамерне сумішоутворення передбачає наявність предкамери, розташованої в кришці циліндрів. Вона з'єднується з основною камерою згоряння невеликими каналами з діаметрами трохи більше 1% від діаметра поршня. Обсяг камери становить до 30% загального обсягу камер. За формою вона може бути овальною, циліндричною або сферичною;

- Вихрекамерне сумішоутворення відбувається за рахунок вихрових потоків повітря, що дає можливість максимально змішати паливний заряд з повітрям навіть при невисокому тиску його подачі в камеру згоряння. Для такого сумішоутворення необхідна роздільна камера, що складається з двох частин: вихровий та основний. На такті стиснення повітря з основної камери витісняється у вихрову, яка має сферичну або циліндричну форму. Потік повітря створює вихрові рухи, рухаючись по колу, тоді як із форсунки під тиском до 12 МПа подається заряд палива. Оскільки повітряна хвиля знаходиться в русі, краплі рівномірно розподіляються по всьому її об'єму.

Компанування двигуна

4-хтактні дизельні двигуни відрізняються не тільки будовою камери згоряння, а й кількістю циліндрів та їх взаємним розташуванням. Зрозуміло, що чим більше циліндрів, тим потужніший двигун і тим він більший за розмірами. Різні варіанти компонування дають змогу зменшити його габарити. Залежно від розташування циліндрів двигуни можуть бути:

1. Рядний.

Усі циліндри розташовуються у ряд. Така конструкція двигунів найпростіша, деталі до них мають нескладну технологію виробництва.

2. V-подібний двигун.
Циліндри в такому двигуні розставлені у формі літери V у двох площинах, двома рядами під кутом 60 0 або 90 0 . Кут, що утворився між ними, - це кут розвалу. Плюс такого двигуна є потужність. Його габарити можуть бути зменшені за рахунок усунення в розвал інших важливих компонентів. Його довжина менша, а ширина більша. Але через складність таких конструкцій буває непросто визначити центр їхньої тяжкості.

3. Опозитні двигуни (маркування В) .
Вони відносно врівноважені, для зменшення вібрації всі елементи мають у своєму розпорядженні симетрично. Їхня конструктивна особливість – центральне кріплення валу на жорсткому блоці. Це також впливає на ступінь вібрації. Кут розвалу складає 180 0 .

4. Рядно-зміщені агрегати (Маркування VR) .
Дане компонування відрізняє малий кут розвалу (15 0) V-подібного двигуна у співдружності з рядним аналогом. Це дозволяє зменшити розміри поздовжнього та поперечного агрегатів. Маркування VR розшифровується як V – образний, R – рядний.

5. W (або дубль V) – образний .
Найскладніший двигун. Відомий двома видами компонування.
1) Три ряди, кут розвалу великий.
2) Дві компонування VR. Вони компактні, незважаючи на велику кількість циліндрів.

6. Радіальний (зіркоподібний) поршневий двигун.
Має невеликий розмір довжини із щільним розміщенням кількох штук циліндрів. Вони розташовуються навколо колінчастого валу радіальними променями з рівними кутами. Її відрізняє від інших наявність кривошипно-шатунного механізму. У цій конструкції один циліндр виступає основним, інші - причіпні - кріпляться до першого по периферії. Недолік: у стані спокою нижні циліндри можуть постраждати від протікання олії. Рекомендують до початку запуску двигуна перевірити, що в нижніх циліндрах олія відсутня. Інакше можливі гідроудар та поломка. Щоб збільшити розмір та потужність двигуна, достатньо подовжити колінчастий вал утворенням кількох рядів – зірок.

Електронний тюнінг двигуна

Сучасні дизельні двигуни дедалі частіше оснащуються електронікою. Датчики, які стежать за навантаженням, контролюють кількість палива, що подається, і склад паливного заряду, подають сигнали на центральний блок управління, який підбирає найбільш ефективний і економічний режим роботи. При акуратному впливі на цю систему за допомогою додаткового обладнання можна підвищувати потужність двигуна у певних межах – це називається чіп-тюнінг. Одночасно слід зазначити, що чіп-тюнінг не всесильний, може поліпшити роботу двигуна межах закладеного запасу міцності і часто призводить до передчасного зносу систем.

Для підвищення потужності дизельного двигуна можуть використовуватись спеціальні модулі або блоки:
- Блок, що змінює імпульси керування форсунками;
- Блок заміщення режимів паливного насоса високого тиску (ТНВД);
- Блок, що змінює показання датчика тиску паливного акумулятора;
- Модуль оптимізації режимів.

Перший варіант – найвідоміший серед любителів автотюнінгу. Принцип роботи такого блоку полягає в тому, що він блокує короткочасні імпульси попереднього та подальшого відкриття голки форсунки, що знижує витрати пального. Блок можна встановити практично на будь-якій моделі, але його робота знижує ресурс мотора і позначається як згоряння паливного заряду.

Другий варіант можна використовувати лише на певних моделях двигунів. Принцип дії цього блоку полягає в тому, що він подає сигнал із заниженими показниками тиску в системі, що призводить до його підвищення. В цьому випадку «страждає» ТНВД та форсунки, але потужність двигуна дійсно збільшується, а витрата палива зменшується.

Третій варіант передбачає підключення блоку, який подає на ЕБУ сигнал про припустимо знижене значення тиску в паливному акумуляторі. В результаті тиск автоматично підвищується і по-новому визначається час та інтенсивність упорскування палива. При цьому підвищується потужність і економиться паливо, але знижується ресурс ТНВД і фільтра сажі, на стінках циліндра утворюється нагар, двигун починає «димитися».

Найбільш безпечним та ефективним є четвертий варіант. Модуль, що підключається до системи живлення, не підміняє потрібними цифрами справжні значення робочих параметрів, а посилає сигнал на ЕБУ необхідність зміни тривалості впорскування палива. На відміну від попередніх блоків, даний модуль не завдає жодної шкоди ні двигуну, ні ТНВД, тому ресурс систем і механізмів не зменшиться. Недоліком даного способу підвищення потужності є його висока вартість, обмеженість у застосуванні та складність конструкції. Він не дає моментального ефекту – його дію можна відчути лише за деякий час.

Є й інші способи, зокрема використання устаткування, яке змінює справжнє значення стехиометрических величин, та його застосування може призвести до серйозних проблем із двигуном.

Однією з серйозних проблем, що виникають у дизельних двигунів, - це так званий «рознесення двигуна». Це позаштатний режим роботи дизельного двигуна, у якому відбувається некероване підвищення частоти обертання валу двигуна. Такий режим зазвичай спостерігається після запуску або різкого скидання навантаження. Основних причин рознесення дві: несправність паливного насоса високого тиску та попадання великої кількості моторного масла до камери згоряння.

Опис конструкції

Дизельний двигун - це двигун із зворотно-поступальним рухом поршнів, що має таку ж базову конструкцію та робочий цикл, що й бензиновий двигун. Головна відмінність між дизельним двигуном та бензиновим двигуном полягає у використовуваному паливі та способі займання палива для забезпечення його згоряння.

Робота

У дизельних двигунах для запалення повітряно-паливної суміші камери згоряння використовується теплота стиснення. Таке запалювання виконується з використанням високого тиску стиснення та дизельного палива, що впорскується в камеру згоряння під дуже високим тиском. Комбінація дизельного палива та високого тиску стиснення забезпечує самозаймання, що дозволяє розпочати цикл згоряння.

Блок циліндрів

Блоки циліндрів дизельного і бензинового двигуна аналогічні один одному, але їх конструкції є деякі відмінності. У більшості дизельних двигунів використовуються циліндрові гільзи, а не циліндри, виконані як частина блоку. При використанні гільз циліндрів може бути виконаний ремонт, що дозволяє експлуатувати двигун протягом тривалого часу. На тих дизельних двигунах, у яких не використовують гільзи циліндрів, стінки циліндра товщі, ніж стінки на бензиновому двигуні з аналогічним робочим об'ємом. Для збільшення опорної поверхні колінчастого валу дизельні двигуни мають важчі і товстіші корінні перемички.

Мокрі гільзи циліндрів

Мокрі гільзи циліндрів, що використовуються в дизельних двигунах, аналогічні використовуваним у бензинових двигунах. Фізичні розміри гільз можуть відрізнятись, щоб відповідати робочим умовам дизельного двигуна.

Колінчастий вал

Колінчастий вал, що використовується в дизельних двигунах має конструкцію, аналогічну конструкції колінчастого валу на бензинових двигунах, але з двома відмінностями:

Колінчасті вали дизельних двигунів зазвичай ковані, а не литі. Кування робить колінчастий вал міцнішим.
. Шийки колінчастого валу дизельного двигуна зазвичай більші за розміром, ніж шийки колінчастого валу бензинового двигуна.
Збільшення шийок дозволяють колінчастому валу витримувати великі навантаження.

Шатуни

Шатуни, що використовуються в дизельних двигунах, зазвичай виготовляються із кованої сталі. Шатуни дизельних двигунів відрізняються від шатунів бензинових двигунів тим, що кришки зміщені та мають дрібні зуби на поверхні сполучення з шатуном. Конструкція зі зміщенням та дрібними зубами допомагає утримувати кришку на місці та зменшує навантаження на болти шатуна.

Поршні та поршневі кільця

Поршні, що використовуються в дизельних двигунах, призначених для роботи в легких умовах, виглядають аналогічно поршням, що використовуються в бензинових двигунах. Дизельні поршні важчі за поршні бензинових двигунів, тому що дизельні поршні зазвичай виготовляються з кованої сталі, а не з алюмінію, і більше внутрішня товщина матеріалу.

Компресійні кільця, що використовуються в дизельних двигунах, зазвичай виготовляються з чавуну і часто покриваються хромом та молібденом, що дозволяє зменшити тертя.

Головка циліндрів

Зовнішньо головка циліндрів дизельного двигуна багато в чому виглядає подібно головці циліндрів бензинового двигуна. Але є багато внутрішніх конструктивних відмінностей, які роблять дизельні двигуни іншими, оригінальними.

На дизельному двигуні сама головка циліндрів повинна бути набагато міцнішою і важчою, щоб витримати великі теплові навантаження та вплив тиску. Конструкція камери згоряння та повітряні канали на дизельних двигунах можуть бути складнішими, ніж на бензиновому двигуні.

У дизельних двигунах використовуються кілька конструкцій камер згоряння, але дві конструкції найпоширеніші: нерозділена камера згоряння та вихрова камера.

Конструкція з нерозділеною камерою згоряння

Найбільш поширений тип камери згоряння для дизельного двигуна – це нерозділена камера, також відома як камера згоряння з прямим упорскуванням. У нерозділеній конструкції забезпечення турбулентності (завихрення) повітря, що впускається відбувається за рахунок форми каналу впуску повітря. Паливо впорскується прямо в камеру згоряння.

Конструкція з вихровою камерою

У конструкції з вихровою камерою використовуються дві камери згоряння для кожного циліндра. Головна камера з'єднується вузьким каналом з меншою вихровою за розміром камерою. У вихровій камері знаходиться паливна форсунка. Вихрова камера призначена для забезпечення початку процесу згоряння. Повітря, що впускається, вводиться в вихрову камеру через вузький канал. Потім вихрову камеру впорскується паливо, і суміш, що утворюється, спалахує. Після цього палаюча суміш входить у головну камеру згоряння, де закінчує своє горіння, змушуючи поршень переміщатися вниз.

Клапани та сідла клапанів

Клапани дизельного двигуна виготовляються із спеціальних сплавів, які здатні добре працювати при високому теплоутворенні та тиску, характерному для дизельного двигуна. Деякі клапани частково заповнюються натрієм, що допомагає відводити тепло. Великий відсоток від тепла передається від головки клапана сідлу клапана. Для забезпечення відповідної теплопередачі особливу увагу слід приділити ширині сідла клапана.

Широке сідло клапана має перевагу, що полягає у здатності передавати більшу кількість тепла. Однак, широке сідло клапана має і велику можливість накопичення відкладів нагару, які можуть спричинити протікання в клапані. Вузьке сідло клапана забезпечує краще ущільнення, ніж широке сідло клапана, але не передає таку кількість тепла. У дизельному двигуні необхідний компроміс між широкими та вузькими сідлами клапанів.

У дизельних двигунах часто використовуються вставні сідла клапанів. Вставки мають перевагу, яка полягає у можливості їх заміни. Вставні сідла клапанів виготовляються із спеціальних металевих сплавів, які витримують вплив тепла та тиску дизельного двигуна.

Система подачі палива

Звичайна конструкція

У звичайній системі подачі дизельного палива витягується паливо з бака, відфільтровується і подається до насоса високого тиску. Паливо під високим тиском доводиться до необхідного тиску і подається до колектора палива, який живить паливні форсунки. Система управління впорскуванням у відповідні моменти часу активізує форсунки, які на ході стиснення поршня впорскують паливо для подальшого згоряння.

Конструкція із загальним паливним колектором ("Common rail")

У дизельних двигунах із загальним паливним колектором використовуються незалежні системи створення тиску палива та впорскування палива. Паливний насос високого тиску витягує паливо від бака та подає його через регулятор тиску до загального колектора палива. Насос високого тиску складається з насоса низького тиску, що перекачує, і камери високого тиску. Впорскування палива керується модулем керування силовим агрегатом (РСМ) та модулем керування форсунками (IDM), який регулює тривалість відкритого стану форсунок залежно від робочих умов двигуна.

У конструкції із загальним паливним колектором рівень токсичності газів, що відпрацювали, значно зменшено і мінімізовано шум при роботі. Усе це наслідок більшого управління процесом згоряння. Регулювання тиску палива та фази роботи форсунок управляються ЮМ та РСМ. Також змінена конструкція форсунки, яка тепер дозволяє виконувати попереднє (передприскування) та заключне (пост-припинення) упорскування палива на різних стадіях ходу стиснення та робочого ходу.

Покращене керування подачею палива дозволяє забезпечувати чистіше, стійкіше згоряння та створювати необхідний тиск у циліндрах. Це впливає зменшення токсичності вихлопу і шуму під час роботи.

Система змазки

Система мастила, що використовується в дизельних двигунах, за принципом дії аналогічна системам бензинових двигунів. Більшість дизельних двигунів мають маслоохолоджувач того чи іншого типу, що допомагає відводити тепло від олії. Масло тече під тиском каналами двигуна і повертається до картера двигуна.

Мастило, що використовується в дизельних двигунах, відрізняється від масла, що використовується в бензинових двигунах. Спеціальне масло необхідно з тієї причини, що при роботі дизельного двигуна відбувається більше забруднення олії, ніж у бензиновому двигуні. Високий вміст вуглецю в дизельному паливі змушує масло, що використовується в дизельних двигунах, змінювати свій колір незабаром після початку його використання. Повинно використовуватися тільки така моторна олія, яка призначена спеціально для дизельних двигунів.

Система охолодження

Система охолодження дизельного двигуна зазвичай має більший заправний об'єм, ніж система охолодження бензинового двигуна. Температура всередині дизельного двигуна повинна ретельно контролюватись, тому що для самозаймання палива використовується тепло.

Якщо температура двигуна дуже низька, виникають такі проблеми:

Підвищений знос
. Погана економія палива
. Скупчення води та відстою в картері двигуна
. Втрата потужності

Якщо температура двигуна занадто висока, виникають такі проблеми:

Підвищений знос
. Задири
. Детонація
. Прогорання поршнів та клапанів
. Проблеми з мастилом
. Заклинювання рухомих частин
. Втрата потужності

Система впорскування палива

Дизельний двигун працює за принципом самозаймання. Повітря, що впускається, і паливо стискаються в камері згоряння так сильно, що молекули нагріваються і спалахують без допомоги зовнішньої іскри запалювання. Ступінь стиснення дизельного двигуна набагато вищий, ніж ступінь стиснення бензинового двигуна. Значення ступеня стиснення у дизельних двигунах із прямим забором повітря дорівнює приблизно 22:1. Турбодизельні двигуни мають рівень стиснення в діапазоні 16.5-18.5:1. Створюється тиск стиснення, і температура повітря зростає приблизно з 500 до 800 °С (від 932 °F до 1 472 °F).

Дизельні двигуни можуть працювати тільки із системою впорскування палива. Сумішотворення відбувається лише у фазі впорскування та згоряння палива.

Наприкінці ходу стиснення паливо впорскується в камеру згоряння, де воно змішується з гарячим повітрям і спалахує. Якість цього процесу згоряння залежить від якості сумішоутворення. Т.к. паливо впорскується настільки пізно, воно не має багато часу для змішування з повітрям. У дизельному двигуні співвідношення "повітря -паливо" постійно підтримується на рівні більше 17:1, таким чином забезпечується згоряння всього палива. За більш детальною інформацією зверніться до публікації "Робота двигуна та його систем".

Дизельні двигуни для автомобілів бувають різні, і справа не тільки в об'ємі та кількості циліндрів, тому спробуємо коротко оглянути сучасний ринок і з'ясувати, які з моторів найнадійніші.

Кому рейтинги надали лідерство?

Асоціації зі словом «дизель» у жителя Росії завжди однозначні: запах солярки від пасажирського автобуса, чорний гар від вантажівки, що проїжджає повз, вінтажні джинси і годинник однойменного бренду. Проте у більшості жителів Європи слово, що походить від прізвища німецького винахідника – це синонім надійного, недорогого та потужного «серця» автомобіля. У нашій же країні його популярність не така висока, мабуть, через погодні умови та знання, що солярка густіє на холоді.

Рейтинги надійності, а особливо для автомобілів – справа невдячна. Скільки думок, стільки та списків, у яких укладач просто висловлює свій погляд на той чи інший предмет. Саме тому хочемо звернути увагу, що наведений нижче рейтинг не претендує стати незаперечною істиною, а лише спроба систематизувати дані, знання і (частково) особистий погляд укладача.

У пошуках відповіді на питання, який двигун на дизельному паливі займає провідне місце в комплектації легкових автомобілів, можна помітити, що деякі рейтинги називають найкращою продукцію концернів Mercedes та BMW. Однак ситуація у світі автопромисловості сьогодні дещо інша, спробуємо розібратися.

Як показують рейтинги великих світових автомобільних салонів, часи, коли дизельні двигуни легковиків були зменшеними копіями агрегатів, встановлених на великовагових вантажівках, пішли в минуле. Особливо досяг успіху у випуску таких моторів відомий усім концерн Volkswagen, який розробив двигун 1,9 TDI. На сьогоднішній день він займає перше місце і вважається найбільш збалансованим за динамікою та потужністю.

Завдяки новітнім інженерним рішенням, зокрема, оновленій турбіні та збільшенню тиску в камерах згоряння, вдалося не тільки досягти унікальних екологічних характеристик, а й знизити . Причому потужність залишилася на колишньому рівні (90-120 к. с.). Найновіші автомобілі серії Passat обладнані зараз двигуном із максимальними показниками (комплектація BlueMotion). Витрата палива становить 3,3 л на 100 км.

Дизельні призери авторинку

Друге місце займає модифікація двигуна з трьома турбінами, що належить німецькій компанії BMW. Вперше цей агрегат було представлено кілька тому. Він має 6 циліндрів і, маючи об'єм 3,0 л, здатний розвивати потужність 381 л. с. Комплектуються цими двигунами нові автомобілі 5 і 7 серій, а також великовагові кросовери з індексами Х5 і Х6. Модифікацією його забезпечені кабріолети, що мають серійний номер 6. Щоправда вона має дві турбіни, рахунок чого потужність зменшена до 313 л. с.

Нещодавно на суд потенційних покупців були представлені автомашини, чиї двигуни мають чотири турбіни, і при моменті, що крутить, в 800 Нм, потужність буде в рамках 390-406 л. с.

Автомашина з чотиритурбінним двигуном

Третє місце нашого рейтингу зайняла американська фірма промислових дизельних двигунів Cummins, яка випустила суперфорсований двигун на замовлення відомої компанії Dodge. Заради справедливості слід зазначити, що заокеанські виробники не дуже шанували увагою дизельні мотори, воліючи розробляти бензинові. Однак попит, що збільшується останнім часом, на автомобілі з агрегатами, що споживають солярку, змусив їх звернути увагу на виробництво дизелів.

Модель показала себе досить потужною (240-275 к. с.), але в спробі зайняти «дизельну» нішу на ринку американці злукавили і видали за розробку італійського концерну Fiat. Модель такого двигуна обладнала Maserati Ghibli, але через кризу виробництво було віддано штатівським промисловцям.

Двигун цей був визнаний не тільки найбільш екологічним, а й інноваційним: при його виробництві були застосовані метали, що використовуються в космічній промисловості та фільтри плазмового очищення палива. Те, що двигун зайняв лише третє місце, «заслуга» вузької спрямованості. Його встановлюють лише на спортивні боліди та пікапи Dodge Ram. За економічністю він може дати фору своїм конкурентам: витрата становить лише 8,5 л на 100 кілометрів.

Хто не дуже відстав від трійки призерів?

Корейці, які увірвалися 20 років тому на світовий автомобільний ринок, не тільки зуміли зайняти на ньому гідне місце, а й «посунути» в рейтингу японських гігантів. Пройшовши довгий шлях "від електрочайників до кар'єрних самоскидів", вони також не хочуть упускати своєї вигоди, яку обіцяє підвищений попит на авто, обладнані дизельними двигунами.

Як завжди, азіатські виробники надійшли дуже хитро: не бажаючи капітально перебудовувати виробництво та змагатися з європейцями та американцями у потужності агрегатів, їм вдалося створити двигун об'ємом 1,7 л, який може видавати 110–136 л. с. Не поспішайте зневажливо морщити носа! При таких досить скромних (порівняно з продукцією інших виробників) даних, дизель компанії Hyundai має такий неймовірний крутний момент, що не поступається в динаміці бензиновим агрегатам, що мають потужність 150-170 л. с.

Треба сказати, що таким агрегатом обладнано автомобіль Hyundai i40, що постачається на європейський ринок. У Кореї також дизельні двигуни якось не знайшли широкого застосування (або туди ще не дійшла хвиля «моди»), тому їх поки що ставлять тільки на експортні машини. Останнім часом цей агрегат з'являвся на кросовері з індексом ix35, а зараз їм оснащують такі популярні автомобілі, як Grandeur і Sonata. Витрата палива, щоправда, більша, ніж у конкурентів, але корейці і не прагнуть когось дивувати. Їхнє завдання – постачати надійних «робітників коней», здатних на середнє споживання палива, у цьому випадку – 5,5 л на 100 км.

"Вижавши" достатню кількість потужності з автомобілів і завоювавши на ринку свій осередок, японському концерну Toyota тепер немає сенсу комусь щось доводити. Концепція, на яку виробники кинули всі сили, це екологія та економія за збереження достатньої потужності. І це їм удалося. Створюючи двигун для свого компактного автомобільчика з ім'ям Urban Cruiser, вони думали про те, щоб жителям мегаполісів було не тільки зручно пересуватися містом, але й у їхніх головах не включався б калькулятор, що підраховує витрати на пальне.

Один з найменших на сьогоднішній день дизельних агрегатів - це 1,4 л двигун з потужністю всього 90 л. с. Це - п'яте місце нашого рейтингу. Такі параметри, однак, не заважають створювати момент, що крутить, що дозволяє легко «тягнути» повнопривідний автомобіль. Витрата дизельного палива, залежно від режиму поїздки, становить від 4 до 6 л на 100 км.

То який із них найнадійніший?

Таке питання трохи наївне, тому що цей параметр залежить від багатьох факторів, у тому числі і від манери водіння. Але якщо вибирати найкращий із вищенаведеного переліку, то першість за надійністю буде віддана американцям Cummins із двигуном Dodge.

І справа не в потужності чи витраті палива на 100 км. Швидше за все, роль відіграють матеріали, що застосовуються у виробництві. Блок циліндра виготовлений з високовуглецевого чавуну, здатного витримати не лише високий тиск, але й значний температурний режим. А його поршні виготовляються із спеціального алюмінієвого сплаву, який застосовується в деталях космічних апаратів. Це означає, що вони здатні витримати тривалу роботу при екстремальних режимах, і різке підвищення навантаження при зміні швидкісного режиму.

Також двигун обладнаний паливною системою упорскування Common Rail, яка, незважаючи на досить примхливе ставлення до якості дизельного палива, не тільки значно економить його витрату, але й відіграє вирішальну роль у зменшенні шуму двигуна. Саме цими двигунами обладнуються як спортивні машини, так і авто підвищеної прохідності. Тобто, саме ті екземпляри автопрому, експлуатація яких відбувається в екстремальних умовах, вимагаючи від двигуна не тільки неперевершеної потужності, а й бездоганної надійності.

Якщо говорити про рейтинг автомобілів, які підходять для російських доріг, краще звернути увагу на зразки японського виробництва. Необов'язково це буде Toyota (до двигуна якої, до речі, у жодного російського автолюбителя претензій немає).

Для наших неосяжних просторів цілком згодяться Mazda, Honda, Nissan або новостворений Datsun. Дуже добре показала себе в експлуатації Subaru.

Справа в тому, що європейські машини, обладнані дизельним двигуном, дуже чутливі до нашої солярки, якість очищення якої бажає кращого. Як показують численні відгуки автовласників, японські авто менш схильні до несправностей при користуванні дизельним паливом, завдяки численним пристроям очищення, електронним пристроям і вбудованим передпусковим підігрівачам, що не дає застигати солярці при низькому температурному режимі.

Як відомо, дизельні мотори дорожчі в обслуговуванні і тим більше в ремонті, тому що їх вузли та деталі (ТНВД або паливний насос високого тиску, насос форсунка, турбокомпресор, форсунка) виготовлені з максимально високою точністю. При цьому вони, як правило, економічніші за бензинові і володіють вищим ККД (коефіцієнтом корисної дії) — на 10-14 відсотків. Крім того, сучасні дизелі мають велику потужність і відмінну приємність. А для ще більшого збільшення потужних та тягових характеристик дизельні мотори оснащують турбонаддувом та інтеркулером.

Принцип роботи дизельного двигуна та його відмінність від бензинового побратима.

Принципи роботи дизельних і бензинових двигунів, як зазначалося вище, абсолютно різні.

У бензинових двигунах внутрішнього згоряння (карбюраторних, інжекторних) приготування суміші, як правило, відбувається у впускному тракті: в циліндр подається вже готова суміш, яка загоряється за допомогою свічки запалення в момент стиснення.

У дизельних моторах все не так, і суміш утворення відбувається прямо в циліндрі. Запальником при цьому є повітря, яке при стисканні нагрівається і запалює дизельне паливо. Саме це паливо подається в камеру згоряння форсункою та паливним насосом високого тиску (насосом-форсункою) під високим тиском.

Тепер познайомимося з цим процесом докладніше щодо тактів. До речі, кількість останніх у дизельних та бензинових двигунів дорівнює (чотирьом). Розглянемо кожен із тактів.

Першим тактом дизельного мотора є такт впуску.

У період проходження першого такту поршень рухається з верхньої мертвої точки (ВМТ) в нижню (НМТ). На даному етапі впускний клапан відкритий, тоді як випускний, звичайно, закритий. Коли поршень рухається в нмт, створюється розрядження і циліндр двигуна заповнюється повітрям, яке перед тим, як потрапити циліндр, очищається від механічних домішок у повітряному фільтрі.

Другим тактом буде такт стиснення.

У цей час клапани (впускний і впускний) закриті і поршень рухається з нмт в вмт. І оскільки клапани закриті, повітря нікуди діватися, тому він стискається, створюючи високий тиск, і нагрівається - до 800 градусів Цельсія.

Третій такт – такт розширення (робочий хід).

Під час руху поршня у вмт дизельне паливо за допомогою форсунки подається в циліндр під високим тиском (від 150 до 300 Bar) і там розпорошується. У процесі розпилення палива відбувається його змішання з гарячим повітрям і, отже, його запалення. При горінні суміші температура в циліндрі швидко підвищується - до 1750 -1800 градусів Цельсія. Одночасно з цим зростає і тиск, що досягає 10-12 МПа. Утворюються гази, які штовхають поршень згори донизу. Переміщаючись вниз, поршень виконує пропоновану йому роботу. В нмт тиск знижується разом із температурою.

Четвертий такт завершальний, він же такт випуску.

Поршень рухається нагору. Випускний клапан відкривається і гази прагнуть залишити камеру згоряння через канали ГБЦ (головки блоку циліндрів) у випускний колектор. Далі гази потрапляють у глушник, де проходять очищення (у сучасних дизелях встановлені фільтри сажі) і в навколишнє середовище. У цей час в циліндрі температура зменшується до 450-540 градусів, і тиск падає - до 10-20 Bar.

Відео.