Достоинства и недостатки дизельных двигателей

 

Экологические и экономические показатели дизельного двигателя автомобиля находятся в зависимости от типа камеры сгорания, системы впрыскивания топлива и других особенностей рабочего процесса. Есть несколько типов камеры сгорания дизельного двигателя:

• неразделённые,

• полу - разделённые,

• разделенные типы, т.е. форкамерные и вихрекамерные.

Другое название неразделённых камер — камеры с непосредственным впрыском.

 

Разделённые камеры сгорания применяются в дизельных двигателях, установленных в легковых автомобилях и грузовых малой подъёмности. Это делается для уменьшения жёсткости функционирования и понижения уровня шума. Воздух, находящийся в основном объёме камер сгорания, вытесняется в дополнительный, при подходе поршня к ВМТ, создавая бурную турбулизацию заряда. Это помогает лучшему смешиванию воздуха с каплями топлива.

 

У двигателей с разделённой камерой сгорания известен ряд неудобств:

• большие потери на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру, и воспламенившейся смеси в цилиндр обратно,

• увеличение расхода топлива по причине повышения потерь во внешнюю среду, вследствие увеличенной поверхности камеры,

• ухудшенные пусковые качества.

 

У дизельных двигателей с неразделённой камерой сгорания топлива расходуется меньше, запуск производится легче. В работе - высокая жёсткость, и, вследствие этого, высокий уровень шума, что является недостатком.

 

Чтобы топливо сгорало полностью, производитель выбирает оптимальное соотношение между интенсивностью вихревого движения заряда в цилиндре, и числом сопловых отверстий у форсунки, таким образом, чтобы топливные струи полностью захватывали весь воздушный заряд. Чем меньше количество отверстий, тем выше скорость вращательного движения заряда.

 

Четырёхтактные дизельные двигатели характерны вращательным движением воздуха в процессе хода спуска тангенциональным расположением канала, улиткообразным каналом перед впускным клапаном, а также имеет у клапана ширму.

 

Когда воздух перетекает из надпоршневого пространства в камеру сгорания в поршне, происходит сжатие поршня при подходе его к ВМТ, таким образом, увеличивается интенсивность вращательного движения свежего заряда. Поэтому в процессе ремонта необходимо наблюдать, чтобы зазор между головкой цилиндров и днищем поршня находился в соответствии, заданной инструкцией, величины. Если зазор больше, будет недостаточной интенсивность турбулизации заряда, если на больших нагрузках зазор маленький, поршень начинает стучать по головке. Проверка зазора во время сборки дизельного двигателя осуществляется с помощью установки свинцовых пластин на днище поршня. Также необходима прокрутка коленчатого вала после затяжки болтов головочных креплений.

 

Создать вихревое движение заряда во время впуска можно следующими способами:

• Установка ширмы на клапане

• Винтовой канал

• Тангенциальное расположение канала

         

Пусковые качества наблюдаются значительно худшие у дизельных двигателей с разделённой камерой сгорания (форкамерных и вихрекамерных типов), чем у дизельных двигателей с неразделённой камерой.

 

В вихревую камеру и форкамеру устанавливаются электрические свечи для того, чтобы облегчить пуск дизельных двигателей с разделённой камерой. Иногда в дизельных двигателях с непосредственным впрыском также устанавливаются свечи.

 

Типы свечей — открытые и закрытые, с нагревательным элементом или спиралью накаливания, выпускаются теми же производителями, которые выпускают и свечи зажигания. Кожух конструктивно расположен в месте попадания конуса распылённого топлива исключительно на его наконечник.

 

Ранее в СМИ говорилось о наибольшей токсичности дизелей по сравнению со всеми видами ДВС. Но, впоследствии, бензин начали производить без этиловой жидкости, а в двигатели встраивались каталитические нейтрализаторы, снижающие токсичность почти на 95%.

 

Факторы  повышенной токсичности дизельных двигателей таковы:

• Низкая степень эффективности каталитических нейтрализаторов. Причина — высокая степень сжатия и расширение дизелей, недостаточная температура отработавших газов для эффективной работы нейтрализаторов. Поэтому невозможно добиться понижения выбросов оксида азота, являющихся многократно токсичнее, чем углекислый газ.

• На некоторых режимах, в частности, в момент прогрева, наблюдается повышенный выброс продуктов неполного сгорания с неприятным запахом: альдегидов, акролеинов и т.д. Многие из них канцерогенны.

• Частицы сажи — носители канцерогенов. При попадании в дыхательные пути они могут вызвать раковые опухоли. Ни в одной стране не применяются быстродействующие газоанализаторы, не имеется возможность контроля за их выбросом.

 

Повышенная токсичность и повышенный расход топлива обусловлены тем, что:

• качество топлива низкое

• расход масла на угар, по причине износа деталей цилиндропоршневой группы, повышен

• чересчур низок уровень давления в двигателях с турбонаддувом

 

Главной характеристикой дизельного топлива является цетановое число, указывающее на способность к воспламенению, определяющееся на одноцилиндровой установке со смесью эталонного топлива, которое подбирается с периодом задержки, аналогичным испытываемому горючему. Эта величина должна быть не менее 45, и зависеть от наличия в топливе специальных присадок и его химического состава. Увеличение цетанового числа возможно посредством повышения содержания парафиновых углеродов в топливе, в этом случае, пусковые качества улучшаются, но, при превышении числа 50-55, ухудшается полнота сгорания.