Дизельный двигатель: преимущества, принцип работы

Дизельный мотор – двигатель внутреннего сгорания поршневого типа, принцип действия которого базируется на воспламенении топлива при контакте с горячим сжатым воздухом. Принципиально его конструкция мало отличается от бензинового аналога, а исключением станет отсутствие системы зажигания, так как воспламенение идет изначально иным образом. Здесь в основе лежит сжатие воздуха, что ведет к его быстрому нагреву и самовозгоранию топлива, что накладывает дополнительные требования к прочности деталей.

Разновидности дизельных двигателей

Подобные моторы по типу используемой камеры сгорания делят на три типа:

• разделенная;
• неразделенная;
• предкамерные.

В первых подача дизельного топлива идет в специальную вихревую камеру, которая находится в головке блока цилиндров. Там масса воздуха сильно сжимается, что облегчает процесс воспламенения топлива. Последний начинается здесь, а затем переходит уже в основную камеру.

У двигателей с неразделенной камерой последняя находится в поршне, а топливо подается непосредственно в пространство над последним. Подобная конструкция повышает экономичность двигателя, но отрицательной стороной остается уровень шума.

Предкамерные дизельные двигатели имеют специальную вставную форкамеру, которая соединена с цилиндром специальными тонкими каналами. Размер и конкретная их форма определяет скорость движения горячих газов во время воспламенения топлива. Из положительных сторон подобной конструкции укажем на небольшой уровень шума и токсичности выхлопных газов, продление срока эксплуатации мотора.

Дизельный и бензиновый двигатель. Основные сходства

С конструктивной точки зрения оба варианта имеют схожее устройство. Они относятся к категории двигателей внутреннего сгорания, которые преобразуют тепловую энергию сгорания топлива в механическую. Последняя толкает поршни рабочих цилиндров, которые вращают коленчатый вал, преобразуя поступательное вращательное движение в крутящий момент.

Оба варианта двигателя используют четырехтактный принцип работы:

• Такт №1. Впускной клапан обеспечивает приток воздуха в рабочую камеру, что происходит за счет разрежения воздуха при движении поршня вниз.
• Такт №2. Поршень двигается вверх и сжимает воздух.
• Такт №3. При достижении нужного давления происходит впуск и воспламенение топлива, которое при расширении толкает поршень вниз.
• Такт №4. Поршень возвращается вверх и выталкивает все продукты сгорания.

Компрессия в дизельном двигателей составляет 14:1-25:1, что в полтора-два раза больше, чем у бензиновых аналогов.

Основные различия

Ключевыми отличиями между двумя типами моторов выступает принципиально разная система впрыска и вид используемого топлива. Если рассматривать бензиновые двигатели, то впрыск там идет через карбюратор или впускные каналы. В первом случае рабочая топливно-воздушная смесь формируется за пределами рабочего цилиндра, а ее подача происходит во время такта впуска. Затем при сжатии происходит воспламенение, которое должно начаться при достижении нужной степени компрессии путем поджигания системой зажигания. Если это происходит самопроизвольно, то происходит детонация с резким повышением температуры и износом двигателя. Подобный режим является нештатным и необходима оперативная диагностика с последующим ремонтом.

В дизельных двигателях топливо подается отдельно через форсунки, считающиеся самой сложной деталью всего узла. Они находятся в сложных условиях эксплуатации из-за воздействия на нее высокой температуры и давления. Одновременно она должна равномерно распределять топливо в камере сгорания, обеспечивая полное сгорание и достижение максимального уровня КПД. Достигается это установкой впускных клапанов, камер для предварительного сгорания и других устройств, которые формируют вихревой воздушный поток, обеспечивающий максимальное потребление топлива.

Некоторые модели дизельных двигателей имеют свечи накаливания. Они представляют конструктивно нагреваемую проволоку, которая подогревает камеру сгорания при холодном пуске, что облегчает запуск двигателя и воспламенение топлива на начальных этапах работы двигателя.

Для контроля работы дизельного двигателя автомобили оснащены электронной системой управления. Она представляет набор датчиков, контролирующих ключевые параметры работы (обороты, температура охлаждающей жидкости и масла, положение поршня в верхней мертвой точке и другие параметры). При низкой температуре окружающего воздуха идет задержка старта двигателя, что происходит за счет более позднего впрыска топлива. Подобное решение позволяет воздуху сжаться сильнее, что повышает его температуру и облегчает запуск мотора. В небольших двигателях последнее обеспечивают упомянутые выше свечи накаливания.

Топливо дизельного и бензинового двигателей

Вторым ключевым отличием между моторами выступает тип используемого топлива. В отличие от бензина солярка имеет:

• специфический запах;
• медленное испарение, то есть точка кипения дизеля намного выше, чем у бензина и воды;
• маслянистый тяжелый вид;
• меньшая степень очистки, что делает обычно дизельное топливо дешевле бензинового;
• энергетическая плотность выше примерно на 25%.

В качестве топлива для подобного двигателя можно использовать, так называемый, биодизель, получаемый методом химической обработки животных жиров и растительных масел. Его можно использовать как отдельный вид топлива, так и в виде добавки к «традиционному» нефтяному топливу.

Использование в качестве топлива биодизеля дает ряд преимуществ и недостатков. К числу первым отнесем:

• улучшение экологических характеристик за счет снижения объема выделяемого углекислого газа, твердых частиц, сульфатов, канцерогенных и токсичных веществ;
• уменьшение копоти;
• отсутствие резкого запаха;
• минимальная концентрация в выхлопных газах серы;
• хороший уровень воспламеняемости;
• отличная смазываемость.

К недостаткам подобного топлива надо отнести:

• агрессивность к лакокрасочному покрытию;
• небольшой срок хранения;
• проблемы при эксплуатации в холодное время года (появление осадка, снижение эффективности);
• агрессивность к ряду материалов.

Одновременно сдерживает рост объема производства биодизеля его высокая стоимость по сравнению с топливом из нефти в большом числе стран. Подобная ситуация может быть отрегулирована налоговой политикой, стимулирующей развитие экологически чистого транспорта, но это вопрос завтрашнего дня.

Обслуживание и ремонт дизельного двигателя

Высокая стоимость дизельного мотора требует внимания на стадии эксплуатации и своевременного обслуживания. Речь про регулярную замену топливных фильтров, диагностику при появлении проблем и ошибок, ремонт турбин, форсунок и других агрегатов. Помочь с обслуживанием и ремонтом подобных двигателей под силу сотрудникам компании Дизель-мастер. Мы специализируемся на этих услугах, предлагая клиентам:

• доступную цену на ремонт, диагностику, которая не превышает среднего уровня по городу;
• любую форму оплаты, что актуально для юридических лиц;
• постоянное наличие запасных частей и расходных материалов;
• использование при работе специализированных стендов Bosch, Delphi;
• оперативность выполнения диагностики и ремонта;
• удобное расположение сервиса на Московском шоссе в Санкт-Петербурге.

Получить дополнительную информацию можно лично на в нашем сервисе, либо по телефону 8-921-932-25-54.