Дизельний двигун: основи роботи

Багато водіїв, які обрали автомобіль з дизельним двигуном, добре знають про його переваги та особливості. Проте у тих, хто вперше стикається з цим типом двигуна, може виникнути велика кількість запитань. У нашій статті ми спробуємо відповісти на них.

Дизельний двигун: історія

Дизельний двигун був задуманий у 1824 році, коли французький фізик і математик Саді Карно теоретично довів, що теплова машина може бути більш ефективною, коли робоче середовище всередині неї нагрівається шляхом швидкого стиснення до власної температури займання. Пізніше цей принцип був використаний для винаходу першого дизельного двигуна.

На рубежі століть над конструкцією дизельного двигуна працювали різні вчені, серед яких Герберт Акройд-Стюарт і Густав Трінклер. Однак лише у 1887 році Рудольфу Дизелю вдалося створити його перший практично здійсненний та ефективний прототип.

Спочатку винахідник думав, що найкращим паливом для його двигуна буде вугільний пил, але через його абразивні властивості та складнощі, що виникали з подачею палива до циліндрів, йому довелося відмовитися від цієї ідеї. З іншого боку, винайдений ним дизельний двигун дуже добре працював на рослинній олії та легких нафтопродуктах.

Відтоді дизельні двигуни постійно вдосконалювалися та оновлювалися. Багато сучасних автомобілів і більшість комерційних транспортних засобів оснащені цими двигунами, які є надійними і надзвичайно ефективними.

Принцип роботи

Зараз легкові автомобілі здебільшого оснащені 4-тактними двигунами.

Їх робочий цикл складається з 4 етапів:

1. Всмоктування, що відповідає повороту колінчастого вала від 0° до 180°. На цьому етапі повітря всмоктується в циліндр через відкритий клапан.
2. Стиснення: Під час цього етапу колінчастий вал повертається від 180° до 360°. Поршень стискає повітря в камері в 16-25 разів, а температура підвищується до 700-900 °C.
3. Розширення: На цьому етапі відповідний колінчастий вал повертається на 360-540°, впорскується і запалюється паливо. Це змушує поршень рухатися вниз.
4. Вихлоп: Коли колінчастий вал повертається на 540-720° відносно свого початкового положення, поршень рухається вгору, і відпрацьовані гази виходять через вихлопну систему.

У дизельних двигунах паливо подається за допомогою впорскувального насоса. Існує багато різних типів паливних насосів, які використовуються в сучасних автомобілях:

• інжекторні. Вони мають пари поршнів, кількість яких дорівнює кількості циліндрів у двигуні. Розподільчий вал, з’єднаний з колінчастим валом, переміщує поршні, які тим самим відкривають і закривають впускні отвори. В результаті при відкритті впускного клапана створюється тиск, і паливо потрапляє до відповідної форсунки. Ці насоси відрізняються високою надійністю, але зазвичай встановлюються на мікроавтобуси: виробники припинили встановлювати рядні насоси на легкові автомобілі з 2000 року.
• iDistribution. Їх конструкція характеризується одним або двома поршнями, які здійснюють обертальні та зворотно-поступальні рухи, розподіляючи паливо між усіма циліндрами. Це забезпечує більш рівномірний розподіл палива, однак, збільшує знос деталей. З цієї причини розподільні насоси зазвичай встановлюють на легкові автомобілі.
• Насоси високого тиску. Використовуються в паливній системі common rail і служать для перекачування палива в паливну рейку, де підтримується постійний високий тиск, незалежно від режиму роботи двигуна. Використання цієї системи дозволяє двигуну збільшити крутний момент на 25% на нижчих обертах і зменшити витрату палива на 20%.

• Насос-форсунки. Насос-форсунка з функціями стиснення та впорскування працює з кожним циліндром. Використання цієї системи знижує витрату палива і токсичність вихлопних газів, оскільки процес впорскування відбувається незалежно в 3 етапи. Попереднє впорскування забезпечує безперебійне згоряння палива, тоді як вторинне впорскування сприяє регенерації сажового фільтра.

5 ключових переваг дизельних двигунів

Вони споживають в середньому на 30% менше палива порівняно з бензиновими двигунами. Це пов’язано з високим тиском всередині камери згоряння, конструкцією двигуна, принципом його роботи та великою кількістю інших факторів. Крім того, у більшості країн дизельні двигуни коштують набагато дешевше, ніж бензинові.
У дизельних двигунах паливо спалюється безперервно, як тільки потрапляє в двигун, забезпечуючи високий крутний момент при низьких обертах двигуна. Це покращує тягу, динаміку та керованість автомобіля.
Вони мають вищий ККД до 50%.
Завдяки свічкам розжарювання та інжекторам з підігрівом дизельні двигуни запускаються дуже плавно, незалежно від температури навколишнього середовища.
Вони працюють майже вдвічі довше, ніж бензинові двигуни.

Дизельні двигуни: 9 принципів роботи від експертів autodoc

Дотримуйтесь цих простих правил, щоб уникнути частих ремонтів двигуна і паливної системи:

• Вчасно міняйте паливний фільтр і водовідділювач. Компоненти дизельного двигуна дуже чутливі до механічних частинок і води. Через складну конструкцію форсунки та насос дуже легко засмічуються, а сірка, що міститься в паливі, змішується з водою і перетворюється на сірчану кислоту, яка дуже згубно впливає на компоненти двигуна.
• Переконайтеся, що ви заправляєте високоякісне пальне. Високий вміст сірки в неякісному пальному значно скорочує термін служби і продуктивність моторної оливи, а також може пошкодити сажовий фільтр.
• Уникайте їзди на високих обертах: це створює додаткове навантаження на двигун.
• Завжди слідкуйте за тим, щоб ваше пальне відповідало температурі навколишнього середовища. Дизельне паливо містить парафін, який замерзає при дуже низьких температурах. З цієї причини бажано використовувати паливо, призначене для зими (для температур від -25 °C до 0 °C) або штучне паливо, яке зберігає свою в’язкість при температурі від -35 °C до 0 °C взимку. На заправках зазвичай вказується вказаний температурний діапазон, для якого можна використовувати паливо.

• Ретельно обирайте присадки до дизельного палива. Якщо ви їздите на машині в регіонах з суворим кліматом, то для вашого автомобіля підійде антигелевий дизель, що запобігає утворенню відкладень. Існують також присадки для збільшення крутного моменту і потужності двигуна за рахунок підвищення ефективності повітряно-паливної суміші, а також засоби для очищення двигуна і паливної магістралі.
• Замініть міську їзду поїздками на природу, щоб двигун міг час від часу працювати на 2 500 об/хв. При такому режимі руху сажа і обвуглені відкладення згоряють, знижуючи ризик засмічення інжекторів, заїдання поршневих кілець і забруднення каталітичного реактора.
• Двигун з турбонаддувом не слід глушити одразу після зупинки автомобіля; дайте йому попрацювати 2-5 хвилин на холостому ходу, щоб дати турбіні охолонути.
• Завжди купуйте моторну оливу, рекомендовану виробником вашого автомобіля, і ніколи не змішуйте її з мастилами різної в’язкості.
• Плавно заглушіть двигун, щоб не пошкодити втулки всередині турбіни.

Підсумок

Сучасні дизельні двигуни економічні та потужні. Всупереч різним стереотипам, вони екологічні та безшумні. Автомобілі з дизельними двигунами ідеально підійдуть для поїздок на природу, вони зручні для великих компаній, сімей і не зламаються, незважаючи на часту їзду. Вони надійні для їзди по бездоріжжю, що робить їх затребуваними серед прихильників риболовлі, полювання та активного відпочинку на природі. Однак, якщо ви завжди цікавилися спортивними автомобілями або звикли до різкого прискорення або гальмування під час руху, авто з дизельним двигуном вам не підійде: агресивний стиль водіння дасть занадто велике навантаження на двигун.

Ремонт дизельного двигуна коштує дорого. Однак, дотримуючись вищезгаданих порад, потреба в ремонті двигуна не буде надто частою.