Дизельный двигатель и его устройство

Недостатками дизельного, в сравнении с бензиновым двигателем является: топливная аппаратура более дорогая в обслуживании и изготовлении, мощностные показатели несколько ниже, пусковые качества хуже, выброс токсичных элементов в отработанных газах повышенный, также дизели более шумные.

Экологические и экономические показатели дизельного автомобильного двигателя в первую очередь зависят от нюансов процесса  работы и, в частности, от системы впрыскивания топлива и типа камеры сгорания. Камеры сгорания дизельного двигателя можно разделить на:

• полуразделенные,
• разделенные (форкамерные и вихрекамерные),
• неразделенные, иногда такие двигатели называют – двигатели с непосредственным впрыском.

Устанавливают дизельные двигатели с раздельной камерой сгорания на грузовики с небольшой грузоподъемностью или на легковые автомобили. Определяется это меньшей жесткостью работы и необходимостью снижения уровня шума. Когда поршень подходит к верхней мертвой точке он вытесняется из главной камеры в дополнительную, где создается интенсивная турбулизация заряда, что улучшает перемешивание частиц воздуха и топлива. Недостатками дизельных двигателей с такой камерой сгорания, является то, что расход топлива при этом увеличивается, вредные выбросы в атмосферу также становятся больше. Помимо всего прочего уменьшаются показатели пуска.

Двигатели, в которых камера сгорания не разделена, имеют невысокий расход топлива, запускаются они легче. К недостаткам можно отнести сверхжесткость работы и как следствие высокий уровень шума.

Для того чтобы топливо сгорало в полной мере, производитель выбирает оптимальное соотношение между количеством отверстий в форсунке и интенсивностью движения вихревого заряда в цилиндре – таким образом, чтобы струи топлива охватили весь воздушный заряд. Чем будет меньше сопловых отверстий, тем более интенсивно будет вращаться заряд. У дизельных двигателей с четырьмя тактами вращения воздуха во время хода впуска будет обеспечено тангенциальным расположением впускного канала, улиткообразным (винтовым) каналом перед впускным, и наличием у клапана ширмы. Происходит процесс сжатия, когда поршень подходит к верхней мертвой точке, воздух из надпоршневого пространства перетекает в камеру сгорания в поршне, чем увеличивается инерция вращательного движения заряда. Поэтому, когда вы ремонтируете дизельный двигатель, надо следить за тем, чтобы зазор между головкой цилиндра и днищем поршня соответствовал величине, которая задана инструкцией. Если зазор большой - интенсивность турбулизации заряда будет недостаточной, при маленьком зазоре на предельных нагрузках может быть слышен стук поршня от его ударов по головке. Когда собирается дизельный двигатель, проверяют данный зазор, устанавливая свинцовые пластинки на днище поршня, после затяжки болтов крепления прокручивают коленчатый вал.

Дизельный двигатель и его устройство подразумевают выброс большого количества токсичных веществ, которые можно определить следующими факторами:

Первый фактор - слабо эффективны каталитические нейтрализаторы. Так получается в результате того, что степень сжатия, а значит и степень расширения у дизельных двигателей значительно выше, чем у бензиновых. Исходя из этого, температура газов, которых уже отработали не достаточна для работы нейтрализаторов эффективно. В результате чего не получится добиться снижения выброса оксидов азота, а он в десятки раз более токсичен, чем углекислый газ.

Второй фактор – это повышенный в нескольких режимах (ярко выражено это во время прогрева) выброс продуктов сгорания, при этом выделяется характерный неприятный запах (альдегидов, акролеина и др.), многие из этих веществ канцерогены. Частицы сжатия носят в себе канцерогены. В случае попадание в органы дыхания они могут вызывать раковые опухали. Из-за того, что нет страны, которая бы смогла быстро анализировать эти газы, не получается принять меры по их контролю. Поэтому законодательно нормируются лишь косвенные показатели – выброс твердых частиц и углеводородов.

Чем можно создать вихревое движение заряда во время впуска?

• Винтовой канал
• Установка на клапане ширмы 
• Тангенциальное расположение канала          

Основные причины повышенного расхода топлива и повышенной токсичности дизельных двигателей:

• в двигателях с турбонаддувом - давление наддува слишком низкое,
• из-за того, что сильно изнашиваются детали цилиндропоршневой группы, повышается расход масла «на угар»,
• нарушается  работа системы подачи топлива (подача топлива по цилиндрам будет неравномерна, коэффициент избытка воздуха слишком низок, подачи топлива между циклами будет неравномерна, смещение фаз впрыска),
• низкое качество топлива.

Одна из самых главных характеристик двигателя работающего на дизельном топливе – это цетановое число, которое показывает способность к самовоспламенению. Определить его можно лишь на одноцилиндровой установке посредством сравнения со смесью эталонного топлива, которое подбирается так, чтобы период задержки воспламенения был сравним с тем, что и в испытуемом горючем. Величина цетанового числа не должна быть более 45. Зависит она от химического состава топлива и наличия в его составе специальных присадок. Чтобы увеличить цетановое число в топливе, надо повысить содержание в нем парафиновых углеводородов. Пусковые качества при этом должны повыситься, но когда цетановое число увеличивается до 55-60, полнота сгорания заметно ухудшается.