Любой двигатель внутреннего сгорания имеет максимальный кпд при достижении определенной температуры. Что касается бензинового агрегата, об этом параметре уже есть отдельный обзор. Сейчас поговорим об особенностях, которые имеет дизельный двигатель.
Его максимальная отдача уже будет напрямую зависеть от того, поддерживается ли в нем температурный режим или нет. Рассмотрим, почему определенная температура агрегата – важное условие для его бесперебойной работы.
Особенности дизельного двигателя
Данный тип двигателя был изобретен еще в 1824 году французским ученым-физиком, который выдвинул теорию о том, что, изменяя объем тела, можно его нагревать, то есть произвести стремительное сжатие.
Практическое применение данная гипотеза нашла только через 70 лет. Именно тогда был выпущен первый дизельный двигатель. Его принцип работы заключается в следующем: происходит самовоспламенение впрыснутого топлива, которое взаимодействует с воздухом в процессе сжатия.
Дизельный двигатель находит обширную область применения, начиная с легковых автомобилей, с/х техники и заканчивая военной техникой (танки, морские судна).
Камера сгорания
Ключевая цель при ее проектировании заключается в том, чтобы обеспечить достаточное смешивание топлива и воздуха для смягчения воздействия областей, богатых горючим, и позволить двигателю достичь своих показателей производительности и выбросов. Обнаружено, что турбулентность в движении воздуха внутри камеры сгорания полезна для процесса перемешивания и может быть использована для достижения этой цели. Вихрь, создаваемый впускным отверстием, может усиливаться, а поршень может создавать сдавливание, когда он приближается к головке цилиндра, чтобы обеспечить больше турбулентности во время акта сжатия благодаря правильной конструкции чаши в головке поршня.
Конструкция камеры сгорания оказывает наиболее значительное влияние на выбросы твердых частиц. Она также может влиять на несгоревшие углеводороды и СО. Хотя выбросы NOx зависят от конструкции чаши , свойства объемного газа играют очень важную роль в уровнях их выхлопных газов. Однако из-за компромисса с NOx / PM конструкции камер сгорания должны были развиваться по мере уменьшения пределов выбросов NOx. В основном это требуется, чтобы избежать увеличения выбросов PM, которые в противном случае могли бы возникнуть.
Преимущества и недостатки дизельного двигателя
Как и все остальные двигатели, дизельный имеет ряд как положительных, так и негативных сторон. Основные достоинства:
- Во-первых, дизельные моторы могут потреблять любое горючее, поэтому к нему не предъявляют серьезных требований.
- Во-вторых, чем больше масса и концентрация углеродных атомов, тем больше теплотворная способность движка и его эффективность.
- В-третьих, транспортные средства с дизельными моторами более отзывчивые из-за высокого значения крутящего момента при малых оборотах. Поэтому владельцы спортивных быстрых машин предпочитают именно дизельный вариант двигателя.
- В-четвертых, содержание углекислого газа в выхлопах на порядок ниже, чем у аналогичных бензиновых.
- В-пятых, дизельный двигатель является более экономичным, так как стоимость солярки меньше стоимости бензина.
Несмотря на столь внушительный список достоинств, дизельный двигатель имеет также ряд недостатков:
- Во-первых, стоимость дизельного двигателя выше стоимости бензинового, так как из-за возникающей во время эксплуатации высокой механической напряженности детали должны быть качественными и прочными.
- Во-вторых, мощность бензиновых моторов превышает мощность дизельных.
- В-третьих, зимой вероятность застывания дизельного топлива больше, чем бензина.
- В-четвертых, эксплуатация дизельного мотора должна быть предельно внимательной и аккуратной, так как, если не ухаживать за ним, то придется проводить ремонтные работы, которые будут стоить немалых денег.
Рабочая температура двигателя зимой – как стартовать правильно?
Наверняка не только владельцы транспортных средств, на которых стоит дизельный мотор, знают, что автомобиль следует прогреть несколько минут перед началом движения, особенно это актуально в холодное время года. Итак, рассмотрим особенности данного процесса. Первыми подвергаются нагреву поршни и только потом уже блок цилиндров. Поэтому температурные расширения этих деталей отличаются, а не разогревшееся до нужной температуры масло имеет густую консистенцию и не поступает в необходимом количестве. Таким образом, если начать газовать на недостаточно прогретом авто, то это негативно скажется на резиновой прокладке, расположенной между вышеуказанными деталями и элементами двигателя.
Однако опасность представляет и чрезмерно длительное прогревание движка, потому как в это время все детали работают, так сказать, на износ. А, следовательно, и их эксплуатационный срок сокращается. Как же правильно осуществить данную процедуру? Сначала необходимо на холостых оборотах довести температуру жидкости до отметки 50 °С и после этого начать движение, но только на пониженной передаче, не превышающей 2500 об/мин. После того как масло нагреется до отметки, когда рабочая температура равна 80 °С, можно и прибавить оборотов двигателя.
Все эти методы помогут сберечь мотор, если он все-таки работает зимой, а вот как быть, если он отказывается реагировать на ваши действия? Тут тяжело что либо советовать уже по факту проблемы, проще ее не допустить. Это стало возможным благодаря новому изобретению производителей топлива – присадкам, которые помогают составу не парафинзироваться. Кроме возможности добавлять их самостоятельно, вы можете приобретать уже готовую солярку с оптимальными пропорциями этих добавок. В большинстве регионов с низкой зимней температурой она появляется на заправках уже в первые небольшие морозы, называется часто как ДТ-Арктика.
В последнее время можно заметить бурное развитие сферы автомобилестроения. Отдельное внимание уделяется развитию дизельных технологий. Немалая часть современных машин оснащается дизельными моторами. При этом производители не стоят на месте и постоянно модернизируют движки, наделяя их большей мощностью.
Основной принцип функционирования дизельного движка не изменяется уже много лет. При этом каждый последующий выпущенный движок становится всё более экологичным, производительным и тихим.
Шумные автомобили, с густым и тёмным дымом из выхлопной трубы и соответствующим звуковым сопровождением остались в далёком прошлом. Современные дизельные движки характеризуются высокой экономичностью, большой мощностью, отличной динамикой разгона и удобством эксплуатации. Дизельный мотор продолжает отвечать постоянно возрастающим потребностям современного общества. Рассмотрим, как производителям удается повышать технические характеристики движка, при этом отвечая требованиям экологичности.
Дизельный мотор в большей степени отличается от аналога, работающего на бензине методом создания топливной смеси, а также способом её воспламенения. Как правило, во всех моторах с карбюратором и инжектором, функционирующих на бензине, рабочий состав производится в тракте впуска. Но на сегодня существуют также движки, с функцией приготовления рабочего состава в цилиндре – что во многом напоминает работу дизеля. Существует ещё одно характерное отличие дизеля от аналога на бензине. В бензиновом движке поджиг рабочей смеси производится от искрообразования, в дизеле же поджиг состава производится благодаря высокой температуре воздуха в цилиндре.
Принципы функционирования движка таковы. Во время хода поршня вниз осуществляется допускание потока воздуха в цилиндр. Запущенный в цилиндр воздушный поток, повышает свою температуру во время обратного хода. В таком случае, температура работы мотора может находиться в приделе от семисот до девятисот градусов по Цельсию. Такая высокая температура, объясняется показателями сжатия. Во время нахождения поршня в верхнем положении, происходит впрыск смеси сопровождающийся определенным давлением, и температура увеличивается. Контактируя с горячим потоком, топливо воспламеняется. При воспламенении, дизельное топливо расширяется и ведёт к нагнетанию давления в рабочем цилиндре. В связи с этим также увеличивается температура. Данный процесс объясняет звуковое сопровождение работы дизельного мотора.
Все это помогает мотору использовать обедненный состав при небольшой цене топлива, что объясняет экономичность и практичность движка. В сравнении с бензиновым двигателем, дизель отличается высокой производительностью.
Несмотря на ряд достойных преимуществ, данный тип двигательной системы имеет свои характерные недостатки. К отрицательным сторонам можно отнести высокую шумность в процессе эксплуатации и постоянно возникающие вибрации. При этом, запустить холодный дизельный двигатель достаточно проблематично. Конечно, современные производители сводят отрицательные стороны дизельного двигателя к минимуму.
Фазы сгорания
Рабочий процесс двигателя разделяется на четыре части. Первая – впрыскивание горючей смеси в камеру сгорания, в которой находится высокое давление.
Вторая – эта смесь начинает воспламеняться и гореть. Третья часть – образование неотработанных смесевых капель, которые затем превращаются в сажу. На 4 фазе – догорание топливных остатков для того, чтобы ограничить загрязнение атмосферы от них. Здесь же проявляется недостаток кислорода, это происходит из-за сгоревшей массы топлива в предыдущих частях.
Особенности
Основной предпосылкой горения дизельного топлива в горелке, температура которой регулируется извне, является его уникальный способ высвобождения химической энергии, в нем запасенной. Чтобы выполнить этот процесс, кислород должен быть доступным для него, чтобы облегчить возгорание. Одним из наиболее важных аспектов этого процесса является смешивание горючего и воздуха, которое часто называют приготовлением смеси.
Параметры моторов, работающих на дизеле
Многие автовладельцы задают вопрос, какая рабочая температура дизельного двигателя должна быть. Но чтобы ответить на него, следует уделить немного внимания основным параметрам, влияющим на работу мотора. Важное значение в работе мотора имеет количество тактов, то есть бывают двух- и четырехтактные.
Мощность агрегата также зависит и от вращающего момента. Рабочая температура дизельного двигателя определяется степенью сжатия газово-топливной смеси, поэтому температура прямо пропорциональна сжатию. Таким образом, при увеличении сжатия будет увеличиваться и температура, вследствие чего будет повышаться интенсивность этого процесса, повышая коэффициент полезного действия. Стоит помнить о том, что наиболее эффективная работа производится при равномерном горении топливной смеси.
Важным параметром для достижения максимально возможных эксплуатационных характеристик является рабочая температура. Рабочая температура дизельного двигателя должна поддерживаться исходя из конструкции и назначения двигателя. Данный факт определяет, является ли температура нормальной или нет.
Главные параметры дизельного мотора
Для того чтобы лучше понять какой должна быть оптимальная температура двигателя на дизельном топливе, следует для начала разобраться в его главных параметрах. Сюда можно отнести тип двигателя (двух- или четырехтактный), число цилиндров и их месторасположение, и крутящий момент. От крутящего момента будет зависеть мощность всего автомобиля в целом.
Сама рабочая температура будет определяться степенью сжатия газо-топливной смеси. Пары топлива, воспламеняясь и взаимодействуя с накаленным воздухом, создают объемное расширение. В результате этого расширения, происходит толчок коленвала поднимающимся поршнем. Весь процесс будет тем интенсивнее, чем выше будет температура (а следовательно и сжатие).
Фазы топливного сгорания
Всего можно выделить 4 основных стадии работы двигателя:
Впрыск происходит под высоким давлением. После того как смесь распылится, смешавшись с воздухом, она воспламеняется и начинает гореть, доводя температуру в камере сгорания до 1700К.
Отработанное топливо после сгорания становится сажей. Именно сажа становится причиной грязного выхлопа. В уже и без того нагретой камере, температура повышается до 2200К. К этому моменту давление начинает потихоньку снижаться.
Для того, чтобы сажа не выходила с выхлопом, она должна догореть. К этому моменту кислород уже по большей части выгорел в результате предыдущих процессов горения. Из 100% возможной энергии, потраченными считаются только 95%. Остальные приходятся на долю не прогоревшего топлива.
Доведя степень сжатия до наивысшего значения, можно слегка понизить топливный расход. При этом отработанный выхлоп будет лежать в температурном диапазоне 600-700 градусов Цельсия.
Рабочая температура «Фольксвагена»
Какая рабочая температура дизельного двигателя «Фольксвагена»? Данным вопросом задаются многие владельцы этих автомобилей. Как известно, у каждой марки, модели автомобиля в зависимости от типа двигателя своя рабочая температура.
Как правило, рабочая температура дизельного двигателя «Фольксвагена» находится в интервале 90-100 градусов по Цельсию. Иногда случается так, что приборная панель показывает температуру выше, чем имеется на самом деле. Такое случается часто на отдельных марках автомобилей «Фольксваген». Но не нужно спешить менять аппаратуру, сначала нужно обратиться в сервис для технического осмотра и установления причины неисправности.
Рабочая температура «Мерседеса»
Рабочая температура дизельного двигателя «Мерседеса» зависит от многих факторов. В первую очередь, это условия эксплуатации автомобиля. Затем тип термостата. Также в зависимости от региона проживания, будь то Сибирь или более южные регионы, термостат настраивают на оптимальную температуру.
Обычная рабочая температура дизельного двигателя «Мерседеса» может колебаться от 80 до 100 градусов. На мощных двигателях от 220 лошадиных сил ставят термостат на 75-78 градусов по Цельсию. Для холодных регионов, наоборот, до 97 и выше градусов.
Рабочая температура «Опеля»
Рабочая температура дизельного двигателя «Опель» из-за того, что находится под высоким давлением, может иногда превышать отметку нормального показателя на несколько пунктов. Обычно она колеблется в районе 104-111 градусов Цельсия.
В автомобилях марки «Опель» предусмотрена система охлаждения. При превышении верхней границы рабочей температуры включается вентилятор, который быстро охлаждает двигатель до минимального значения.
Рабочая температура КамАЗа
Очень популярным среди владельцев или собирающихся ими стать является вопрос, какая рабочая температура дизельного двигателя КамАЗ. Ответом на этот вопрос является промежуток 95-98 градусов Цельсия.
При данной температуре топливо полностью сгорает, выбираются большинство допускаемых зазоров в двигателе. Если рабочая температура будет слишком низкой, то это может плохо сказаться на работе двигателя.
Стандарты рабочей температуры дизельного мотора
У владельцев дизельных автомобилей нередко возникает вопрос, какая должна быть рабочая температура мотора? Дело в том, что на разных машинах рабочий температурный режим может весьма сильно отличаться, потому стоит разобраться в том, от чего это зависит, и как понимать, насколько температура вашего дизельного двигателя соответствует нормам. Конечно, можно обратиться с этим вопросом на СТО, но в таком случае не стоит выбирать первое попавшееся, поскольку нередко сотрудники сервиса, видя неопытного дизелиста, помимо исправления незначительной поломки могут сообщить о том, что расточка блока цилиндров или ремонт всех форсунок имеет здесь огромное значение, для чего реальных оснований вовсе не будет.
Масло в дизельном двигателе
Главной задачей масла и остальных смазочных материалов в двигателе является значительное уменьшение трения между деталями, что увеличивает срок их эксплуатации. Выбор смазки зависит от типа двигателя и поставленных задач. Рабочая температура масла в дизельном двигателе зависит от охлаждающей мотор жидкости. Разница составляет 10-15 градусов по Цельсию. Верхний порог его нормальной температуры – 105 градусов.
Помимо температуры масло для обеспечения максимальной полезной работы двигателя также должно обладать оптимальными параметрами: вязкость и смазывание. Вязкость должна определяться исходя из погодных условий, температуры воздуха. Так как при неправильном выборе масла с неподходящей вязкостью может нарушаться работа двигателя и его деталей. Смазывание имеет два вида: граничное, гидродинамичное. Граничное смазывание предполагает то, что отработанное масло убирается от деталей двигателя, а к ним подносится порция нового. Гидродинамическое заключается в том, что масло постоянно возобновляется, смазывая детали. В более современных моделях двигателей используется первый вариант смазывания.
Катализатор горения дизельного топлива
В дизельных двигателях горючее часто впрыскивается в цилиндр двигателя в конце такта сжатия, всего за несколько градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки. Жидкое топливо обычно впрыскивается с высокой скоростью в виде одной или нескольких струй через небольшие отверстия или сопла в наконечнике инжектора, распыляется на мелкие капельки и проникает в камеру сгорания. Распыленное горючее поглощает тепло от окружающего нагретого сжатого воздуха, испаряется и смешивается с окружающим высокотемпературным воздухом высокого давления. Поскольку поршень продолжает двигаться ближе к верхней мертвой точке (ВМТ), температура смеси (в основном воздуха) достигает температуры воспламенения. Температура горения дизтоплива «Вебасто» ничем не отличается от аналогичной температуры других сортов дизеля, достигая около 500-600 градусов.
Быстрое воспламенение некоторого предварительно смешанного горючего и воздуха происходит после периода задержки зажигания. Такое быстрое воспламенение считается началом сгорания и характеризуется резким увеличением давления в цилиндре по мере расходования топливовоздушной смеси. Повышенное давление, возникающее в результате предварительно смешанного сгорания, сжимает и нагревает несгоревшую часть заряда и сокращает задержку перед его воспламенением. Это также увеличивает скорость испарения оставшегося горючего. Его распыление, испарение, смешивание с воздухом продолжаются до тех пор, пока все оно не сгорит. Температура горения керосина и дизтоплива в этом отношении может быть схожей.
Повышение рабочей температуры
Резкое повышение рабочей температуры в двигателе может нанести больший вред, чем недостаточная температура. В этом случае детали мотора начинают работать в гидродинамическом режиме смазывания, что приводит к понижению вязкости масла. Тогда масло не покрывает полностью все детали, что в дальнейшем приводит к повреждению механизма двигателя. Масляные показатели же будут в норме, благодаря постоянным дозаливам. При перегреве двигателя в первую очередь приходят в негодность корпус и подшипники, но насос остается в норме. Это явление похоже на проблемы, вызванные недостаточным смазыванием.
Запуск дизельных двигателей в зимних условиях
Почти все люди знают, что перед поездкой необходимо прогревать двигатель автомобиля. Особенно в зимний промежуток времени. Если рассмотреть данный процесс прогрева детально, то увидим следующее: первым делом начинают нагреваться поршни, а только потом и блок цилиндров. Если начинать движение с непрогретым двигателем, то масло, имеющее густую консистенцию, не будет поступать в нужных количествах. И в итоге данное мероприятие может привести к поломке.
Следует отметить, что и чрезмерное прогревание автомобиля на износ очень вредно. Таким образом сокращается срок эксплуатации деталей двигателя и всего автомобиля. Для того чтобы прогреть машину правильно, надо довести с помощью холостых оборотов температуру жидкости до 50 градусов по Цельсию. После этого смело можно начинать движение, не превышая 2500 оборотов. После нагрева масла до рабочей отметки можно прибавлять газ.
Выполняя данные условия, можно сохранить в целостности не только мотор, но и свой бюджет. Если же мотор отказывается заводиться, то следует использовать специально изобретённые присадки. Из-за их состава они не парафинируются. Добавляются они не только как самостоятельные добавки, но и в совокупности с топливом, соблюдая оптимальные пропорции.
Последствия низкой температуры мотора
При наступлении морозов перед началом езды дизель нужно прогреть. Для этого следует запустить агрегат и дать ему поработать в режиме холостых оборотов приблизительно 2-3 минуты (однако этот интервал зависит от силы мороза – чем температура воздуха ниже, тем хуже прогревается мотор). Начинать движение можно, когда на шкале температуры охлаждающей системы стрелка показывает 40-50оС.
В сильный мороз машина может не прогреться выше, поэтому данной температуры достаточно, чтобы давать двигателю небольшую нагрузку. Пока он не выйдет на рабочую температуру, его обороты не стоит повышать более 2,5 тысяч. На более динамичный режим можно переходить, когда антифриз прогреется до показателя в 80 градусов.
