В России, как и в любой промышленно развитой стране мира, моторостроение играет роль одного из ключевых факторов движущей силы автопрома. Мировой опыт моторостроения показывает, что технический уровень бензиновых и дизельных двигателей, их многообразие по размерности, эффективным показателям, а также качество и удешевление продукции существенным образом зависят от развития производства компонентов.
Переход к выполнению норм Евро-4 и выше требует применения системы рециркуляции отработавших газов в сочетании с фильтром-уловителем твердых частиц, а также системы селективной нейтрализации NOx (SCR), что при переходе на Евро-5 потребует организации сети заправок с предложением реагента типа AdBlue. Отечественный транспортный дизель в ближайшие годы будет обладать: удельной мощностью 35–40 кВт/л; оптимизированной конструкцией головки и блока цилиндров из чугуна; двухступенчатым турбонаддувом с или без промежуточного охлаждения наддувочного воздуха, гибкой системой впрыска топлива с давлением впрыска до 250 МПа, предпочтительно Common Rail, стандартизированными форсунками; приводом валов газораспределения со стороны маховика; встроенным моторным тормозом; оптимизированной системой контроля расхода воздуха и рециркуляции отработавших газов; фильтром частиц в базовой комплектации; системой SCR. Найдут применение валы газораспределения (один или два) в головке цилиндров и «открытый» фильтр.
Требования экологических норм Евро-4 и выше у бензиновых двигателей выполняются за счет применения электронных систем впрыска, более совершенных систем зажигания и использования каталитических нейтрализаторов двухблочной конструкции, применения катколлекторов. Газовые двигатели ныне составляют относительно небольшую долю по сравнению с бензиновыми и дизельными моторами. Газобаллонные автомобили могут получить распространение после организации широкой сети наполнительных станций. Серьезной проблемой является отставание российских предприятий по широкому спектру технологий для получения сложных заготовок моторного производства, таких как литье из высокопрочных чугунов и чугунов с вермикулярным графитом, стальное и биметаллическое литье, а также обработка поверхностей деталей химико-термическим, лазерным, плазменным методами. Не случайно развитие отечественного моторостроения все более зависит от западных поставщиков.
На ОАО «Автодизель», также входящем в «Группу ГАЗ», выпускаются семейства среднелитражных рядных 4- и 6-цилиндровых двигателей ЯМЗ-534 (4,43 л) и ЯМЗ-536 (6,65 л). Агрегаты создавались для выполнения норм Евро-4, а в дальнейшем Евро-5 и выше. Их параметры находятся на уровне лучших зарубежных аналогов, а силовой диапазон составляет от 120 до 320 л. с. В конструкции моторов применяется система Electronic Common Rail System 2 фирмы Bosch, обеспечивающая давление впрыска 180 МПа с потенциалом до 200 МПа для выполнения стандарта Евро-5. Система рециркуляции отработавших газов (EGR) установлена непосредственно на двигателе, а механизм контроля над этим устройством интегрирован в систему управления двигателем. Турбокомпрессор оборудован клапаном перепуска газов на турбине, интеркулером типа «воздух-воздух» и встроенным маслорадиатором. Двигатель ЯМЗ-534, это L-образный четырехцилиндровый дизель семейства ЯМЗ-530, производства Ярославского моторного завода. Новое семейство многоцелевых дизельных двигателей ЯМЗ-530 выпуcкается в четырехцилиндровом и шестицилиндровом исполнении. Серия ЯМЗ-534 разработана на Автодизеле "с нуля", при участии известной инжиниринговой компании AVL List. ЯМЗ-534 относится к средним рядным дизелям, первый серийный мотор такого рода на территории России. Надо сказать, что в модельном ряду уже был четырехцилиндровый дизель ЯМЗ-204 (снят с производства более 20 лет назад), но в отличии от двигателя ЯМЗ-534, он относился к тяжелым дизелям и не имел турбонаддува. Базовой моделью является мотор ЯМЗ-5340, он представляет собой рядный четырехтактный дизель с турбонаддувом. Более поздние модификации двигателя ЯМЗ-5340, силовые агрегаты ЯМЗ-5341, ЯМЗ-5342 и ЯМЗ-5344, конструктивно выполнены аналогично базовой модели. Данные двигатели покрывают мощностной диапазон от 136 до 190 л.с., различаются только регулировками топливной аппаратуры за счет изменения параметров настройки электронного блока управления (ЭБУ). ЯМЗ-534 CNG это перспективный двигатель Ярославского моторного завода, спроектирован для работы на газе. Газовый двигатель ЯМЗ-534 CNG создан при участии канадской компании Westport – признанного мирового лидера по разработке газовых систем для транспорта. Двигатели ЯМЗ-534, их модификации и комплектации предназначены для установки на автомобили МАЗ, Урал, ГАЗ и ГАЗон NEXT на газовом топливе, а также автобусы ПАЗ. Ресурс моторов достигает 800–900 тыс. км пробега.
Вместе с тем локализация производства упомянутых моторов до сих пор не превышает 25 %. Важнейшие детали и системы поступают из-за рубежа. «Автодизель» в содружестве с компанией Westport разработал и выпускает линейку газовых двигателей, работающих на сжатом метане. Эти модели (Евро-4) обладают техническими и потребительскими преимуществами базового семейства ЯМЗ-530.
На «Автодизеле» выпускаются рядные 6-цилиндровые турбодизели ЯМЗ-6511 и ЯМЗ-651 (11,12 л) мощностью 362 и 412 л. с. соответственно. Для достижения параметров Евро-4 применены система Common Rail типа CRS 2 с электронным управлением подачей топлива EDC7 UC31, обеспечивающая давление впрыска топлива 160 МПа, система EGR и РМ-САТ (глушителя-нейтрализатора), доработаны системы охлаждения и наддува.
В арсенале предприятия имеются V-образные 6-цилиндровые дизели ЯМЗ-6565 (11,15 л) и 8-цилиндровые ЯМЗ-6585 (14,86 л). Для выполнения норм Евро-4 применены топливная аппаратура Common Rail на базе топливоподающего насоса высокого давления ЯЗДА и система SCR. Мощность «шестерок» составляет 230–300 л. с., а «восьмерок» - 330–450 л. с. Если говорить о дальнейшем развитии модельного ряда двигателей ЯМЗ, то в планах компании в ближайшие годы освоение выпуска двигателей мощностью от 130 до 1000 л. с., работающих на всех видах топлива.
4-цилиндровый дизель ЗМЗ-51432.10 (2,235 л) с отдачей 114 л. с. оборудован непосредственным впрыском, турбонаддувом, интеркулером, системой Common Rail фирмы Bosch с максимальным давлением впрыска 145 МПа, охлаждаемой системой EGR.
Бензиновый V-образный 8-цилиндровый ЗМЗ-52342.10 (4,67 л) мощностью 124 л. с. оснащен системой коррекции состава топливной смеси. В нынешнем году на заводе начата подготовка производства двигателей экологического стандарта Евро-5. Речь идет о бензиновых 4-цилиндровых ЗМЗ-40906.10 для автомобилей УАЗ, двухтопливных (газ-бензин) 8-цилиндровых ЗМЗ-5245.10 для автобусов ПАЗ и газовых 4-цилиндровых ЗМЗ-409061.10 для грузовика компании «БАУ-РУС». Причем битопливный двигатель будет работать на бензине, сжатом или сжиженном газе. Начать серийное производство этих моторов планируется в январе 2016 года.
В ближайшей перспективе будет решена задача по созданию новых моторов экологического класса Евро-4 мощностью до 700 л. с. На заводе готовы создать двигатели уровня Евро-5, но для этого потребуется закупка зарубежных комплектующих, т.к. системы впрыска топлива, развивающие давление 160 МПа, и электронные системы управления работой двигателя в России практически не выпускаются.
При разработке этих двигателей (размерность 120х120 и 120х130 мм) выбор пал на систему Common Rail CRS фирмы Bosch с блоком управления EDC7 UC31. Цельнолитой картер маховика, наддув одним турбокомпрессором, цилиндропоршневая группа фирмы Federal Mogul и другие особенности позволили создать двигатели с возможностью дальнейшей модернизации.
В этих моделях обеспечено повышенное давление впрыска (существующие системы - 160 МПа, перспективные - до 250 МПа), регулирование давления впрыска в зависимости от условий эксплуатации автомобиля, точное дозирование с возможностью индивидуальной электронной регулировки, снижение уровня шума мотора. Ресурс - не менее 1 млн км пробега автомобиля. Семейства газовых двигателей (Евро-4) КАМАЗ-820.60 и КАМАЗ 820.70 рабочим объемом 11,76 л включают модели мощностью от 240 до 300 л. с. Моторы оснащены турбонаддувом, ОНВ, электронным управлением и системой обработки отработавших газов.
Для выполнения норм Eвро-5 КАМАЗ сделал упор на создание дизелей новой конструкции. Плодом совместной работы с рядом инжиниринговых фирм стало появление моторов мощностью от 280 до 550 л. с. В них нашли при- менение: система Common Rail с давлением впрыска 220 МПа; единая чугунная головка на каждый полублок вместо алюминиевых, нижние опоры коренных подшипников коленвала, объединенных в один блок; коренные и шатунные шейки коленчатого вала увеличенного диаметра. В то же время большое внимание на КАМАЗе уделяют сотрудничеству с фирмой Liebherr-International AG, которая поможет российской компании создать следующее поколение дизельных и газовых двигателей. Для этого КАМАЗ создаст современное производство в Набережных Челнах, а задача Liebherr - консультации по проектированию, монтажу и пуску в эксплуатацию технологического оборудования.
Новые рядные 6-цилиндровые двигатели рабочим объемом 12 л мощностью от 450 до 700 л. с. оснастят системами впрыска Common Rail и блоками управления производства Liebherr. Дизели будут соответствовать не только экологическим нормам Евро-5, но и обладать потенциалом выполнения требований стандарта Евро-6. У перспективных моторов КАМАЗ межсервисный интервал обслуживания будет увеличен до 150 тыс. км. Серийный выпуск двигателей запланирован на конец 2016 г.
Дизельные двигатели для мотоблоков и минитракторов производства различных предприятий имеют схожую конструкцию. Различаются силовые агрегаты по мощности и производительности. По сравнению с бензиновыми аналогами, дизельные двигатели гораздо экономичнее и просты в эксплуатации. При минимуме эксплуатационных затрат, надежность оборудования не вызывает сомнений, что подтверждается положительными отзывами владельцев.
Срок эксплуатации дизельных двигателей при использовании качественного топлива достаточно высок. При этом возможно использование агрегатов для работы в сложных условиях и при большой нагрузке. Техника, оснащенная мощными моторами, используется для вспашки и культивации тяжелого грунта. Возможно применение оборудования в качестве основного агрегата для коммунальной и дорожной техники. Транспортировка габаритных грузов агрегатами, оснащенными дизельными двигателями, не вызывает сложностей.
При выборе мотора необходимо учитывать следующие характеристики:
В ассортименте Gardensgop представлены различные варианты силовых агрегатов, купить которые можно на самых выгодных условиях.
Приобретая дизельные двигатели в нашем интернет-магазине, заказчик получает надежное и качественное оборудование, на эксплуатацию которого не требуется больших затрат. Силовые агрегаты имеют сертификаты качества и длительную гарантию. Установка моторов на сельскохозяйственную и другую технику не вызывает сложностей и может выполняться самостоятельно.
Обращаясь в нашу компанию, клиент может заказать доставку продукции в любой регион России. При доступной цене, технические характеристики дизельных двигателей не уступают аналогичным параметрам конкурентов. Наша продукция обеспечивает высокую производительность, надежность и универсальность использования оборудования, что делает ее востребованной на рынке.
Машиностроительное предприятие по выпуску различных типов дизелей и дизель-генераторов для комплектации судов, тепловозов, применения в малой энергетике.
Источник: http://sinara-group.com/about/structure/stm/UDMZ/
Скворцов Петр Петрович – генеральный директор ООО «Уральский дизель-моторный завод».
Предприятие образовано в 2003 году при разделении дизель-моторного комплекса ОАО «Турбомоторный завод». В Группу завод вошел в 2008 году, в состав холдинга СТМ - в феврале 2010 года.
В феврале 2012 года Уральский дизель-моторный завод выиграл конкурс Минпромторга РФ на участие в федеральной целевой программе «Национальная технологическая база».
Став участником подпрограммы «Создание и организация производства в Российской Федерации в 2011-2015 годах дизельных двигателей и их компонентов нового поколения» УДМЗ получил право на финансирование научно-исследовательских и опытно конструкторских работ (НИОКР) для разработки базовых образцов модельного ряда высокооборотных V-образных дизельных двигателей и испытательных стендов. Проект по разработке нового семейства дизельных двигателей мощностью 1000-3000 кВт получил название «Энергодизель», проект по разработке испытательных стендов - проект «Дизельстрой».
Для реализации поставленных задач УДМЗ заключил два контракта с государственным заказчиком работ - Минпромторгом РФ на выполнение НИОКР. Первый госконтракт направлен на разработку базовых образцов модельного ряда высокооборотных V-образных дизельных двигателей для дизель-генераторных установок магистральных тепловозов, пропульсивных комплексов морских и океанских судов, транспортно-технологических средств, контейнерных электростанций малой энергетики - в диапазоне мощностей 1000-3000 кВт.
Второй - на создание конструкций специализированных экспериментальных стендов для высокооборотных дизельных двигателей с частотой вращения от 1500 до 3000 оборотов в минуту для дизелестроительных производств. В результате выполнения НИОКР завод должен представить научно-технические отчеты, конструкторско-технологическую документацию и опытные образцы продукции, полностью соответствующие техническому заданию заказчика и не уступающие по своим техническим характеристикам передовым зарубежным аналогам.
В декабре 2012 года Уральский дизель-моторный завод завершил выполнение первого этапа государственных контрактов по проектам «Энергодизель» и «Дизельстрой».
В ходе реализации проекта «Энергодизель» УДМЗ провел аналитические и патентные исследования международного опыта по созданию и проектированию высокооборотных дизельных двигателей мощностью от 1 до 3 МВт и дизель-генераторов для магистральных тепловозов, морских, океанских судов и малой энергетики. Подготовил девять эскизных проектов на дизели и семь эскизных проектов на дизель-генераторы. Проведена сборка, изготовление и испытание двух макетных образцов.
В ходе выполнения проекта «Дизельстрой» проведены научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы (НИОКР) по созданию специализированных экспериментальных стендов для высокооборотных дизельных двигателей с частотой вращения от 1500 до 3000 оборотов в минуту. Планируется, что на трех стендах разного назначения будут проводиться испытания одноцилиндрового отсека дизельных двигателей и дизель-генераторных установок. Для выполнения этого этапа госконтракта специалистами УДМЗ были проведены аналитические и патентные исследования по разработке испытательных стендов среди ведущих дизелестроительных компаний как в России, так и за рубежом, разработаны эскизные, технические проекты, конструкторская документация, создана технология изготовления компонентов стендового оборудования, часть которого будет изготовлена на УДМЗ.
Весьма распространены на легковых автомобилях. Многие модели имеют хотя бы один вариант в моторной гамме. И это без учета грузовиков, автобусов и строительной техники, где их применяют повсеместно. Далее рассмотрено, что такое дизель, конструкция, принцип работы, особенности.
Данный агрегат представляет собой функционирование которого основано на самовоспламенении распыленного топлива от нагрева либо сжатия.
Бензиновый двигатель имеет те же конструктивные элементы, что и дизель. Схема функционирования в целом также аналогична. Отличие состоит в процессах формирования топливовоздушной смеси и ее сгорания. К тому же дизельные моторы отличаются более прочными деталями. Это обусловлено примерно вдвое более высокой степенью сжатия, чем у бензиновых двигателей (19-24 против 9-11).
По конструкции камеры сгорания дизели подразделяют на варианты с раздельной камерой сгорания и с непосредственным впрыском.
В первом случае камера сгорания отделена от цилиндра и соединена с ним каналом. При сжатии поступающий в камеру вихревого типа воздух закручивается, что улучшает смесеобразование и самовоспламенение, которое начинается там и продолжается в основной камере. Дизельные двигатели данного типа ранее были распространены на легковых автомобилях в связи с тем, что они отличались пониженным уровнем шума и большим диапазоном оборотов от рассмотренных далее вариантов.
В с непосредственным впрыском камера сгорания находится в поршне, а топливо подается в надпоршневое пространство. Такая конструкция изначально использовалась на низкооборотных моторах большого объема. Они отличались высоким уровнем шума и вибраций и низким расходом топлива. Позднее, с появлением с электронным управлением и оптимизацией процесса сгорания, конструкторы достигли стабильной работы при диапазоне до 4500 об./мин. К тому же возросла экономичность, снизилась шумность и уровень вибраций. Среди мер по уменьшению жесткости работы - многостадийный предвпрыск. Благодаря этому двигатели данного типа получили в последние два десятилетия обширное распространение.
По принципу функционирования дизели подразделяют на четырехтактные и двухтактные, как и бензиновые моторы. Их особенности рассмотрены далее.
Чтобы понимать, что такое дизель и чем обусловлены его функциональные особенности, необходимо рассмотреть принцип работы. Приведенная выше классификация поршневых ДВС основана на количестве тактов, входящих в рабочий цикл, которые выделяют по величине угла поворота коленчатого вала.
Следовательно, включает 4 фазы.
Двухтактный цикл отличается укороченными фазами и единым процессом газообмена в цилиндре (продувкой), происходящей между концом рабочего хода и началом сжатия. При движении поршня вниз продукты горения удаляются через выпускные клапаны или окна (в стенке цилиндра). Позже открываются впускные окна для поступления свежего воздуха. Когда поршень поднимается, все окна закрываются, и начинается сжатие. Чуть ранее достижения ВМТ впрыскивается и воспламеняется топливо, начинается расширение.
Из-за сложности обеспечения продувки вихревой камеры двухтактные моторы бывают только с непосредственным впрыском.
Производительность таких двигателей выше в 1,6-1,7 раз, чем характеристики дизеля четырехтактного типа. Ее прирост обеспечивается вдвое более частым осуществлением рабочих ходов, но частично сокращается из-за их меньшей величины и продувки. Вследствие удвоенного количества рабочих ходов двухтактный цикл особо актуален в случае невозможности увеличения частоты вращения.
Основной проблемой таких двигателей является продувка из-за ее непродолжительности, что невозможно компенсировать без снижения эффективности за счет укорочения рабочего хода. К тому же невозможно разделить выхлоп и свежий воздух, из-за чего часть последнего удаляется с отработанными газами. Данную проблему можно решить путем обеспечения опережения выпускных окон. В таком случае газы начинают удаляться до продувки, и после закрытия выпуска цилиндр дополняется свежим воздухом.
К тому же при использовании одного цилиндра возникают сложности с синхронностью открытия/закрытия окон, поэтому существуют двигатели (ПДП), в которых каждый цилиндр имеет два поршня, движущихся в одной плоскости. Один из них контролирует впуск, другой - выпуск.
По механизму осуществления продувку подразделяют на щелевую (оконную) и клапанно-щелевую. В первом случае окна служат и впускными и выпускными отверстиями. Второй вариант предполагает их использование в качестве впускных отверстий, а для выпуска служит клапан в головке цилиндра.
Обычно двухтактные дизели применяют на тяжелых транспортных средствах вроде кораблей, тепловозов, танков.
Топливная аппаратура дизельных двигателей существенно сложнее, чем у бензиновых. Это объясняется высокими требованиями к точности подачи топлива по времени, количеству и давлению. Основные компоненты топливной системы - ТНВД, форсунки, фильтр.
Широко применяется система подачи топлива с компьютерным управлением (Common-Rail). Она впрыскивает его двумя порциями. Первая из них маленькая, служащая для повышения температуры в камере сгорания (предвпрыск), что позволяет снизить шум и вибрации. К тому же данная система повышает на малых оборотах крутящий момент на 25%, снижает расход топлива на 20% и содержание сажи в выхлопных газах.
На дизельных двигателях очень широко применяют турбины. Это объясняется более высоким (в 1,5-2) раза давлением выхлопных газов, которые раскручивают турбину, что позволяет избежать турбоямы, обеспечив наддув с более низких оборотов.
Можно найти множество отзывов о том, что при отрицательных температурах Сложность запуска таких моторов в холодных условиях обусловлена тем, что для этого требуется больше энергии. Для облегчения процесса их оснащают предпусковым подогревателем. Данное устройство представлено свечами накаливания, размещенными в камерах сгорания, которые при включении зажигания подогревают воздух в них и работают еще в течение 15-25 секунд после запуска для обеспечения стабильности работы непрогретого мотора. Благодаря этому дизели заводятся при температурах -30...-25 °С.
Для обеспечения долговечности при эксплуатации необходимо знать, что такое дизель и как его обслуживать. Относительно невысокая распространенность рассматриваемых двигателей в сравнении с бензиновыми объясняется в том числе более сложным обслуживанием.
Прежде всего это касается топливной системы высокой сложности. Из-за этого дизели крайне чувствительны к содержанию в топливе воды и механических частиц, а ее ремонт дороже, как и двигателя в целом в сравнении с бензиновым того же уровня.
В случае наличия турбины также высоки требования к качеству моторного масла. Ее ресурс обычно составляет 150 тыс. км, а стоимость высока.
В любом случае на дизельных двигателях менять масло следует чаще, чем на бензиновых (в 2 раза по европейским нормам).
Как было отмечено, у данных моторов встречаются проблемы холодного запуска, когда при низких температурах В некоторых случаях это вызвано использованием неподходящего топлива (в зависимости от сезона на таких двигателях применяют различные сорта, так как летнее топливо при низких температурах застывает).
К тому же многим не по душе такие качества дизельных моторов, как меньшие мощность и диапазон рабочих оборотов, более высокий уровень шума и вибраций.
Бензиновый двигатель действительно обычно превосходит в производительности, в том числе и литровой мощности, аналогичный дизель. Мотор рассматриваемого типа при этом имеет более высокий и ровный график крутящего момента. Повышенная степень сжатия, обеспечивающая больший крутящий момент, вынуждает применять более прочные детали. Так как они тяжелее, снижается мощность. К тому же это сказывается на массе двигателя, а следовательно, и автомобиля.
Небольшой диапазон рабочих оборотов объясняется более длительным возгоранием топлива, вследствие чего на высоких оборотах оно не успевает догореть.
Повышенный уровень шума и вибраций вызывает резкое нарастание давления в цилиндре при воспламенении.
Основными достоинствами дизелей считают более высокую тяговитость, экономичность и экологичность.
Тяговитость, то есть высокий крутящий момент на малых оборотах, объясняется сгоранием топлива по мере впрыска. Это обеспечивает большую отзывчивость и облегчает эффективное использование мощности.
Экономичность обусловлена как низким расходом, так и тем, что топливо для дизеля дешевле. К тому же возможно использовать в качестве него низкосортные тяжелые масла благодаря отсутствию строгих требований к испаряемости. А чем топливо тяжелее, тем выше эффективность мотора. Наконец, дизели работают на бедных смесях в сравнении с бензиновыми моторами и при высокой степени сжатия. Последнее обеспечивает меньшие потери тепла с отработанными газами, то есть большую эффективность. Все данные меры снижают расход топлива. Дизель, благодаря этому, тратит его на 30-40% меньше.
Экологичность дизелей объясняется тем, что в их выхлопных газах ниже содержание окиси углерода. Это достигается применением сложных систем очистки, благодаря чему сейчас бензиновый двигатель соответствует тем же экологическим нормам, что и дизель. Мотор такого типа ранее значительно уступал бензиновому в данном отношении.
Как понятно из того, что такое дизель и каковы его характеристики, такие моторы наиболее подходят для тех случаев, когда необходима высокая тяга на низких оборотах. Поэтому ими оснащают почти все автобусы, грузовики и строительную технику. Что касается частных транспортных средств, среди них такие параметры наиболее важны для внедорожников. Благодаря высокой экономичности данными моторами оснащают и городские модели. К тому же они удобнее в управлении в таких условиях. Тест-драйвы дизелей свидетельствуют об этом.
Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность и высокий крутящий момент, делают его предпочтительным вариантом. Современные дизели близки к бензиновым моторам по шумности, сохраняя преимущества в экономичности и надежности.
Принципиально отличие заключается в способах формирования смеси топлива и воздуха, её воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно . Вначале в цилиндры поступает воздух. В конце такта сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800 о С, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается солярка, которое почти мгновенно самовоспламеняется.
Смесеобразование в дизелях протекает за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая частица имела достаточное для полного сгорания количество воздуха. С этой целью топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания .
В дизелях применяют неразделенные камеры сгорания. Они представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня 3
и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление 1
, выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.
Мелко распыленное топливо впрыскивается из форсунки 2 через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления. Чтобы топливо полностью сгорало и дизель обладал наилучшими мощностями и экономическими показателями, топливо нужно впрыскивать в цилиндр до прихода поршня в ВМТ.
Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления - отсюда повышенная шумность и жесткость работы. Такая организация рабочего процесса позволяет работать на очень бедных смесях, что определяет высокую экономичность. Экологические характеристики тоже лучше - при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ меньше, чем у бензиновых моторов.
К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность, трудности холодного пуска, проблемы с зимней соляркой. У современных дизелей эти проблемы не столь очевидны.
Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить экономичность, снизить шум и вибрацию.
Наиболее распространенным является другой тип дизеля - с раздельной камерой сгорания . Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.
При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Такие двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на современные автомобили.
Главными элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.
Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п.
На современных авто применяются ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время они предъявляют высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах малы.
Форсунка на двигателе работает в тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.
Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.
Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30 о С, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.
Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля - двигателя с воспламенением топлива от сжатия - это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.
В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора.
