Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое грм двигателя внутреннего сгорания

Что такое ремень ГРМ и для чего он нужен в автомобиле

В современных автомобилях есть немало различных приводов, которые необходимы для передачи вращательных моментов от одних деталей, узлов и агрегатов, к другим. Можно с полной уверенностью констатировать, что без них машины просто не могли бы выполнять свои функции. Среди этих приводов одним из важнейших является тот, который обеспечивает работу газораспределительного механизма силового агрегата, смонтированного на транспортном средстве. Во многих машинах он является ременным, и знать, что такое ремень ГРМ, какие функции он выполняет, чем грозит его разрыв и как предотвратить возникновение этой неприятности, просто необходимо всем автомобилистам без исключения.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

  1. Фаза впрыска топлива. Поршень начинает движение от верхней мертвой точки к нижней. Открывается клапан подачи горючего, и топливно-воздушная смесь заполняет разреженное пространство цилиндра. Отмерив необходимую дозу ТВС, клапан закрывается. Коленчатый вал повернулся на 180 градусов от начального положения.
  2. Фаза сжатия. Достигнув нижней мертвой точки, поршень меняет направление движения к ВМТ, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси. При достижении верхней мертвой точки фаза сжатия рабочего тела оканчивается. Коленчатый вал совершил поворот на 360 градусов.
  3. Фаза рабочего хода. В момент нахождения поршня в ВМТ и достижения максимальной расчетной степени сжатия, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Под действием стремительно расширяющихся газов поршень движется к нижней мертвой точке, совершая рабочий ход. При достижении НМТ третья фаза работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания считается оконченной. Коленчатый вал совершил поворот 540 градусов.
  4. Фаза удаления отработанных газов. Под действием коленчатого вала поршень начинает движение к верхней мертвой точке, вытесняя из объема цилиндра продукты сгорания топливно-воздушной смеси через открывшийся выхлопной клапан. По достижении поршнем ВМТ, фаза выхлопа считается завершенной, коленчатый вал совершил оборот на 720 градусов.

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Работа системы клапанов

Каждый клапан оснащается пружиной, которая возвращает его в верхнее (закрытое) положение. Специальный кулачок, расположенный на валу, вращаясь, нажимает на клапан, открывая его в нужный момент. Чтобы пружина не соскользнула, на верхней части клапана делается кольцевая проточка, иногда две или три, в неё вставляется сухарь, к которому прикрепляется тарелка с конусовидным отверстием. Собранный из двух частей сухарь тоже имеет конусную поверхность и надежно удерживает тарелку с пружиной. Собранный таким образом клапан называют «засухаренным».

Ремонт ГРМ

Как определить, что газораспределительный механизм (ГРМ) вашего двигателя нуждается в ремонте? Если вы заметили хотя бы один признак из перечисленных ниже, рекомендуем обратиться в сервис:

  • при работе мотора слышен звонкий металлический стук
  • шум (шуршание) со стороны привода ГРМ, выстрелы выхлопных газов
  • сизый цвет отработанных газов
  • потеря мощности мотора
  • неравномерная работа агрегата

Доверяйте ремонт ГРМ только профессионалам!

Газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя предназначен для контроля поступления воздуха в цилиндры и отвода из них выхлопных газов. Любые нарушения в работе этого механизма приведут как к нестабильной работе ДВС (двигателя внутреннего сгорания), так и к его заклиниванию.

ЭЛЕМЕНТЫ ГРМ

Механизм газораспределения состоит из блока клапанов и распределительного вала, каждый из которых имеет свой привод.

  1. Клапаны. Конструктивно клапан можно разделить на тарелку и стержень. Этот элемент предназначен для подачи в цилиндр воздуха (чтобы в нём могла образоваться воздушно-топливная смесь), а также для отвода выхлопных газов, образовавшихся после детонации. Для удержания клапана в закрытом состоянии используется пружина, а для его открытия установлен привод – роликовые рычаги. Для крепления пружины применены сухари и тарелка.
  2. Роликовый рычаг. Этот элемент также называют коромыслом. Одной стороной рычаг крепится к стержню клапана, а другой – к гидрокомпенсаторам. Соединение рычага и распредвала – роликовое, – для уменьшения силы трения.
  3. Гидрокомпенсатор. С помощью этого механизма проводится регулировка нарушения тепловых зазоров клапанов. Кроме того, он необходим для снижения шума от двигателя , а также обеспечения плавности его работы. Основные элементы гидрокомпенсатора: цилиндр, поршень, пружина, обратный клапан, масляный подводной канал.
  4. Распределительный вал. Распредвал находится в ГБЦ (головке блока цилиндров) и предназначен для приведение в действие системы клапанов, обеспечивая своевременное их открытие и закрытие. Его конструкция состоит из стержня (вала) и кулачков, от формы которых зависит фаза распределения. Расположен вал на опорах, которыми служат подшипники скольжения (иногда дополнительно к ним используют вкладыши) в так называемой постели, к каждому подведена магистраль для подачи масла. Чтобы распредвал не перемещался продольно, применён упорный подшипник.
  5. Привод распредвала. Для вращения распределительного вала применён ременной или цепной привод, который передаёт это вращение от коленчатого вала через зубчатую передачу. Замена цепи ГРМ нужна значительно реже, чем ремня. Это обусловлено её надёжностью и долговечностью: в некоторых автомобилях срок эксплуатации совпадает с ресурсом двигателя. Её недостатком является вес и необходимость постоянной смазки. Из-за этого в конструкции ГРМ дополнительно установлены натяжитель и успокоитель. Ременной привод легче по весу и не требует смазки, что значительно упрощает его использование. Единственный недостаток ремня в ограниченном ресурсе – 150 000 км.

ПРИЧИНЫ ИЗНОСА ГРМ

Ремонт газораспределительного механизма может потребоваться в двух случаях:

  1. Естественный износ узлов и деталей.
  2. Нарушение норм эксплуатации ДВС (несвоевременное ТО или его отсутствие, использование некачественного топлива или моторного масла).

Если в первом случае автовладелец может быть готов к восстановительным работам элементов ГРМ, то во втором случае поломка детали (например, обрыв привода) станет полной неожиданностью.

ПРИЗНАКИ ПОЛОМОК ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

В зависимости от неисправного элемента появляются и соответствующие симптомы неисправности.

  1. При нарушении размеров тепловых зазоров, а также износе кулачков и подшипников, на низких, а иногда и средних оборотах ДВС появляется звонкий металлический стук, при этом мощность мотора снижается.
  2. Гидрокомпенсаторы дают о себе знать на холостых оборотах. Их неисправность также сопровождается потерей мощности.
  3. О скором обрыве ремня или цепи, а также износе шкива свидетельствует характерный шум привода и выстрелы из выхлопной системы.
  4. Износ кривошипно-шатунного механизма (КШМ), колпачков, стержней клапанов и втулок сопровождается снижением уровня моторного масла в системе, сизым дымом из выхлопной трубы и уменьшением тяговых характеристик ДВС.
  5. Из-за плохого качества топлива и масла на клапанах появляется нагар, что приводит к неплотному закрытию клапанов ГРМ. Благодаря этому мотор начинает работать неравномерно, с перебоями, а при разгоне слышен металлический лязг.
  6. Поломка клапанных пружин, соответственно и зависание клапанов, приводят сначала к неравномерной работе ДВС, снижению его мощности и, как итог, перегреву и капитальному ремонту.
Читать еще:  402 двигатель волги заливает бензином карбюратор

Определить, что поломка произошла именно в системе газораспределения , довольно сложно, так как многие признаки сопровождают и другие неисправности двигателя, а также газоотводной системы. Поэтому чтобы окончательно убедиться в том, что пора приступать к ремонту ГРМ, следует обратиться к специалисту, который изучит симптомы проблемы, проведёт диагностику и, при необходимости, вскроет головку блока.

ДИАГНОСТИКА

Для проведения исследования состояния газораспределительного механизма проводят замеры:

  1. Фазы газораспределения определяют с помощью моментоскопа и угломера на неработающем двигателе.
  2. Тепловые зазоры измеряют специальными щупами, представляющими собой металлические пластины. Этот метод достаточно трудоёмкий и не всегда точный. Поэтому, в случае повышенного износ поверхности штока и бойка коромысла, применяют рамку с индикатором.
  3. Зазоры между клапаном и седлом проверяют при закрытых клапанах. В камеру сгорания нагнетают воздух, а затем прибором замеряют степень его утечки.
  4. Определить, нужна ли замена ремня ГРМ можно только визуально. О необходимости этой процедуры будут свидетельствовать трещины на его внутренней поверхности и сколы зубцов.

РЕМОНТ ГРМ

Когда изменения тепловых и клапанных зазоров не критичны, их размеры восстанавливают:

  • углубляют масляные канавки;
  • шлифуют опорные шейки до возможного ремонтного размера;
  • острые кромки кулачков шлифуют бруском, затем шкуркой, а при необходимости используют шлифовальный станок;
  • в случае сильного износа поверхности кулачков и опорных шеек, их восстанавливают наплавкой, а затем шлифуют;
  • изгиб вала подвергают правке.

Замена кулачков может потребоваться только в том случае, если их износ по высоте превышает полмиллиметра по отношению к валу. Диаметр втулки наращивают с помощью спиральной деформации металла, но, если на её внутренней поверхности имеются признаки выработки, то деталь подлежит замене. Только после их осмотра ремонтируют клапана и сёдла: удаляют следы коррозии и нагар шлифовкой на специальном станке или с помощью сменной фрезы. Головки цилиндров после такой процедуры очищают с помощью сжатого воздуха.

ЗАМЕНА ЦЕПИ ГРМ

Цепной привод ГРМ сообщает о неисправностях металлическим лязгом. Появление этого звука говорит как о том, что цепь растянулась, так и поломке и срочной замене успокоителя цепи. Если успокоитель можно поменять, сняв крышку ГБЦ, то замена привода – довольно трудоёмкий процесс. Только чтобы добраться до цепи необходимо:

  • поэтапно демонтировать компрессор кондиционера, потом генератор и насос гидроусилителя руля;
  • снять датчики валов и шкива;
  • удалить стартер;
  • убрать масляный поддон и подушку двигателя;
  • открутить множество болтов передней крышки цепи.

Чтобы всё это проделать, нужно иметь необходимый инструмент и много свободного времени. Нарушения в точности установки всех снятых и заменённых элементов приведут к появлению ещё больших неисправностей и увеличат стоимость ремонта ГРМ в разы.

При появлении потёков масла из-за износа прокладки натяжителя цепи, стоит обратиться к специалистам, чтобы определить, нужна ли замена натяжителя цепи ГРМ или будет достаточно поменять только прокладку. Демонтаж натяжителя не представляет трудностей, а вот установка новой детали имеет некоторые нюансы, исполнение которых лучше доверить мастеру.

ЗАМЕНА РЕМНЯ ГРМ

Установка нового ременного привода газораспределения требуется через 60 000 км, а в случае приобретения автомобиля с пробегом – сразу после покупки. Известно, что обрыв ремня провоцирует столкновение поршней и клапанов, то есть капремонт ДВС. Ремень может оборваться по нескольким причинам:

  • заклинивание одного из валов, а также роликов или помпы;
  • некачественная деталь, установленная ранее, либо истекший срок эксплуатации;
  • слабое натяжение ролика;
  • некорректная установка ремня: сильное натяжение.

Чтобы предотвратить такую фатальную поломку следует:

  • проводить своевременную замену приводного ремня ;
  • проходить плановое техобслуживание;
  • в случае появления посторонних звуков или отклонений в работе двигателя обратиться в автосервис для проведения диагностики и последующего ремонта;
  • контролировать давление масла, следить за показаниями индикатора о состоянии ремня ГРМ (если таковой имеется);
  • устанавливать оригинальные элементы или качественные аналоги.

Замена ремня проводится гораздо быстрее, чем цепи, так как он расположен в доступном месте и не требует разборки половины моторного отсека. Вместе с ремнём ГРМ рекомендуют проводить замену роликов натяжения, сальников и помпы.

Оригинал или заменитель?

Ремни ГРМ автозаводы не производят, они их заказывают на специализированных предприятиях со своим логотипом. Поэтому на европейские автомобили можно смело ставить продукцию Contitech, Gates, Bosch, БРТ, и других «грандов».

Обводные (опорные) и натяжные ролики хорошего качества выпускаются компаниями Gates, SKF, INA. Гидрокомпенсаторы зазоров клапанов также используем INA – это поставщик практически всех европейских автозаводов. Эти детали отличаются от «оригинала» только наличием логотипа автопроизводителя, а стоимость их гораздо ниже.

Если вы будете вовремя проводить обслуживание ГРМ, то автомобиль ответит вам надёжностью и долгими годами беспроблемной эксплуатации. Удачи на дорогах!

Своевременная замена автомобильных дворников — залог комфортности и безопасности езды. При покупке следует учитывать не только длину каркаса. Разные модели при одинаковых размерах могут отличаться по конструкции и способу крепления. Расскажем, как подобрать щетки стеклоочистителя по марке авто.

В водительской практике бывают ситуации, когда приходится лить дизельное масло в бензиновые двигатели и наоборот. Такая экстренная необходимость может возникнуть, например, в пути при утечке смазочной жидкости. Чтобы не допустить масляного голодания авто, приходится обращаться за помощью к другим водителям. В то же время применение несовместимых автомасел может привести к различным последствиям.

Износ деталей двигателя может происходить даже при наличии достаточного количества моторного масла. При этом на металлических поверхностях возникают локальные разрывы масляной пленки.

ДВС без ГРМ

Многие люди, понимающие устройство двигателя внутреннего сгорания (ДВС), скажут вам, что вынесенная в заголовок фраза — полнейший абсурд. Газораспределительный механизм (ГРМ) с двумя распредвалами, приводимыми во вращение от коленчатого вала, — пока неотъемлемая часть практически любого серийного ДВС. Распредвалы с сидящими на них кулачками обеспечивают своевременное открывание и закрывание подпружиненных впускных и выпускных клапанов цилиндров.

Для разных режимов работы двигателя (прежде всего различающихся числом оборотов) существует свой оптимальный состав топливовоздушной смеси и свои правильные моменты для открывания и закрывания клапанов. Традиционно проблема подстройки под режим решается с помощью механизма изменения фаз газораспределения (например, в хондовской системе VTEC): весь распределительный вал слегка поворачивается относительно шестерни привода ГРМ, и моменты открывания и закрывания всех клапанов смещаются вперёд или назад.

Проблема VTEC заключается в ограниченном количестве режимов, в то время как индивидуальное управление клапанами позволило бы применять оптимальный набор параметров при любом изменении числа оборотов, даже самом малом. А ещё важнее, что появилась бы возможность регулировать не только момент, но и продолжительность открытия клапанов.

Ранние опыты

Ещё в 1950-х начались опытно-конструкторские работы по оснащению клапанов поршневого ДВС индивидуальными электромагнитными приводами. В СССР они велись в МАДИ под руководством профессора В. М. Архангельского. Однако у простейшего варианта такого привода, где клапан открывался электромагнитом, а закрывался обычной клапанной пружиной, вскоре был выявлен целый ряд критических недостатков. В частности, масса клапана с элементом, который притягивается электромагнитом, оказалась намного больше, чем в традиционном ГРМ, так что механизм привода становился инерционным. Приходилось увеличивать жёсткость клапанной пружины, а это приводило к сильным ударам клапана о седло при закрывании и его быстрому выходу из строя. Кроме того, в середине XX века инженеры ещё не могли создать электронный блок управления. Использованное в работах Архангельского электромеханическое управление страдало целым рядом недостатков. Например, постоянно подгорали контакты реле, коммутировавшие большие токи в электромагнитах.

Читать еще:  В чем измеряется дымность дизельных двигателей

Поэтому исследователи переключились на вариант конструкции, в котором клапаны открывались и закрывались электромагнитами без участия пружин. В 1970-х над подобной схемой работали, например, в Тольяттинском политехническом институте под руководством профессора В. В. Ивашина. Распределительный вал был полностью исключён, а сила тока, необходимая для привода клапанов, уменьшена по сравнению с конструкцией Архангельского на порядок.

В 1980-х в НАМИ под руководством А. Н. Терёхина разрабатывали двигатель с электромагнитным приводом клапанов для автомобиля «Москвич-412». Там построили действующий макет, в котором на всех восьми клапанах использовались двусторонние электромагниты. В 1990-х эти работы остановились из-за прекращения финансирования.

В 2002 году компания BMW приступила к натурным испытаниям 16-клапанного двигателя с электромагнитным приводом клапанов. Аналогичные работы начали и другие именитые автопроизводители. Однако их технологии до сих пор не вышли в серийное производство.

Результаты есть!

В 2005-м шведский автомобиль Koenigsegg CCR, названный именем основателя автомобильной компании Кристиана фон Кёнигсегга, официально стал самым быстрым серийным авто на планете: эксперты Книги рекордов Гиннеcса зафиксировали скорость 388,87 км/ч. Другой вариант того же авто, Koenigsegg CCXR, признан лучшим в мире спорткаром по соотношению массы и мощности. Модель Koenigsegg One:1 лидирует в номинации «лучший разгон», достигая скорости 300 км/ч всего за 11,92 с. В сентябре 2019 г. стандартный 1110-сильный Koenigsegg Regera побил принадлежавший ранее Koenigsegg Agera RS рекорд разгона до 400 км/ч и последующей остановки: 22,87 с (разгон) и 8,62 с (остановка).

Тем временем сам создатель спорткаров-рекордсменов разъезжает на видавшем виды Saab 9-5. Под капотом у «старичка» двигатель, у которого нет ни распредвала, ни кулачков, ни толкателей клапанов, ни шкивов с ремнём ГРМ. Saab, оснащённый опытным образцом газораспределительной системы Freevalve с независимыми клапанами, проехал с ней уже десятки тысяч километров, повидав и летний зной, и двадцатиградусные морозы. Головку блока цилиндров авто сделали из оригинальной «саабовской», выбросив из нее всё лишнее и проточив новые каналы для гидравлики и пневматики.

Сам Кёнигсегг называет свою систему привода клапанов «пневмогидравлоэлектрическим актуатором». Открывает клапаны пневматика, а закрывает гидравлика. Обе системы постоянно находятся под давлением и готовы сообщить клапану максимальный импульс. Задача электрического привода — лишь вовремя подавать к клапанам воздух или масло. Проблема охлаждения и смазки наиболее нагруженных деталей привода решается соответствующими системами самого ДВС. Актуация клапанов возложена на компьютерный блок управления двигателем.

Привод Freevalve подходит практически для любого двигателя — будь то высокооборотный мотор гоночного мотоцикла, раскручивающийся до 16 тыс. об./мин, или грузовой дизель, тарахтящий на 3500 оборотах. Клапан мотоциклетного мотора сделан из лёгкого сплава, поэтому энергия привода разгоняет его быстро. Клапан дизеля большой и тяжёлый, однако высокие скорости ему не нужны.

На графике хорошо видно, что клапаны максимально долго пребывают в полностью открытом положении: кривые почти прямоугольны, тогда как с обычным ГРМ из-за эллиптической формы кулачков они больше были бы похожи на перекрывающиеся волны. В результате газы проходят через клапаны Freevalve за меньший промежуток времени, чем в обычном двигателе, а фазы впуска и выпуска не пересекаются. Отсюда — серьёзное улучшение экологических показателей ДВС. Особенно важно, что кривые сохраняют прямоугольную форму даже на высоких оборотах (до 10 тыс. об./мин) — приводу хватает мощности, чтобы действовать быстро. Похоже, именно благодаря этому тестовый двигатель со свободными клапанами показал на испытаниях впечатляющие результаты: он выдаёт на 30% больший крутящий момент, потребляет на 30% меньше топлива и обеспечивает 50-процентное сокращение вредных выбросов по сравнению с обычным.

Кто вперёд?

По-видимому, первым серийным седаном с клапанной системой Freevalve будет китайский Qoros 3. Под его капотом — турбированный 1,6-литровый мотор. Как утверждает производитель, двигатель способен выдать мощность 230 л. с. и крутящий момент 320 Н·м. Показатели практически такие же, как у двухлитрового (!) турбированного мотора от BMW Group.

Но Freevalve — не единственный вариант ГРМ со свободными клапанами. В отделе автомобильных силовых агрегатов Швейцарской федеральной лаборатории по материаловедению и технологиям (EMPA) разработан электрогидравлический (без пневматики) клапанный привод FlexWork. Установленный на серийный бензиновый мотор, он несколько месяцев проработал на тестовом стенде. Разработчики утверждают, что их система позволит экономить до 20% топлива на типичном легковом автомобиле, который эксплуатируется с небольшой нагрузкой на двигатель.

Клапан открывается гидравликой, которой управляет соленоид, регулирующий подачу гидравлической жидкости. При протекании тока сердечник соленоида сдвигается на необходимую величину за считанные миллисекунды. Когда ток отключается, клапан закрывается пружиной, возвращая в гидросистему большую часть энергии, затраченной на открывание. Такой механизм требует значительно меньших энергозатрат, чем традиционный ГРМ, что в сочетании с оптимизированным газораспределением и даёт упомянутую выше 20-процентную экономию топлива.

Система FlexWork позволяет изменять параметры газораспределения от цикла к циклу ДВС, регулировать количество остающихся в цилиндрах выхлопных газов (рециркуляцию), отключать не требующиеся при текущей нагрузке цилиндры. ДВС с такой клапанной системой легко адаптировать к новым видам горючего. Известно, что кислородсодержащие топлива, такие как метанол и этанол, позволяют оставлять в цилиндрах больше выхлопных газов. Отличными антидетонационными свойствами обладают природный газ и биогаз, а клапанная система легко под них настраивается. Даже возможно самозажигание топливовоздушной смеси без применения искровых свечей. При этом смесь сгорает почти без выделения вредных газов.

Ещё одна особенность системы EMPA — применение в качестве гидравлической жидкости не обычного масла, а охлаждающей жидкости двигателя (в просторечии — тосола). По физическим свойствам эта жидкость хорошо подходит для быстродействующих гидросистем. В результате головка блока цилиндров не нуждается в смазке, что позволяет удешевить двигатель и реже проводить его техобслуживание.

Преимущества и недостатки

Бензиновый двигатель — это низкоэффиективная тепловая машина, которая способна преобразовывать всего лишь около 20-30% тепловой энергии топлива в полезную работу. Дизельный двигатель — более эффективная машина, обычно он имеет коэффициент полезного действия в 30-40%, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50% (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 гр на кВт*ч, достигая эффективности 54,4%). Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла. Дизельный двигатель не может развивать высокие обороты — смесь не успевает догореть в цилиндрах. Это приводит к снижению удельной мощности двигателя на 1 л объёма, а значит, и к снижению удельной мощности на 1кг массы двигателя. Это послужило причиной малого распространения дизелей в авиации (только некоторые бомбардировщики Юнкерс, а также советский тяжелый бомбардировщик Пе-8 и Ер-2, оснащавшиеся авиационными дизелями АЧ-30 и АЧ-40 конструкции А.Д.Чаромского и Т.М.Мелькумова). На максимальной эксплуатационной мощности смесь в дизеле не догорает, приводя к выбросу облаков сажи («тепловоз дает медведя»). Дизельный двигатель не имеет дроссельной заслонки, регулирование мощности осуществляется регулированием количества впрыскиваемого топлива. Это приводит к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Потому дизель выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями. Это является преимуществом также и в двигателях морских судов, так как высокий крутящий момент при низких оборотах делает более лёгким эффективное использование мощности двигателя.

Читать еще:  Влияние момента зажигания на работу двигателя

Индикаторная диаграмма дизельного двигателя без наддува

По сравнению с бензиновыми двигателями, в выхлопных газах дизельного двигателя, как правило, меньше окиси углерода (СО), но теперь, в связи с применением каталитических конвертеров на бензиновых двигателях, это преимущество не так заметно. Основные токсичные газы, которые присутствуют в выхлопе в заметных количествах это углеводороды (НС или СН) , оксиды (окислы) азота (NOх) и сажа (или её производные) в форме чёрного дыма. Они могут привести к астме и раку лёгких. Больше всего загрязняют атмосферу дизели грузовиков и автобусов, которые часто являются старыми и неотрегулированными.

Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность восгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более, что в них не используется система зажигания. Вместе с высокой топливной экономичностью это стало причиной широкого применения дизелей на танках, поскольку в повседневной небоевой эксплуатации уменьшался риск возникновения пожара в моторном отделении из-за утечек топлива. Меньшая пожароопасность дизельного двигателя в боевых условиях является мифом, поскольку при пробитии брони снаряд или его осколки имеют температуру, сильно превышающую температуру вспышки паров дизельного топлива и также способны достаточно легко поджечь вытекшее горючее. Детонация смеси паров дизельного топлива с воздухом в пробитом топливном баке по своим последствиям сравнима со взрывом боекомплекта, в частности, у танков Т-34 она приводила к разрыву сварных швов и выбиванию верхней лобовой детали бронекорпуса. С другой стороны, дизельный двигатель в танкостроении уступает карбюраторному в плане удельной мощности (мощности, снимаемой с единицы массы мотора), а потому в ряде случаев (высокая мощность при малом объёме моторного отделения) более выигрышным может быть использование именно карбюраторного силового агрегата.
Индикаторная диаграмма бензинового двигателя без наддува

Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость использования стартера большой мощности, помутнение и застывание летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизель-моторы обладают более ровным крутящим моментом в своём рабочем диапазоне. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов («катализатор» в просторечии), работающих при температуре отработавших газов свыше 300°C, которые окисляют только CO и CH до безвредных для человека углекислого газа (CO2) и воды. Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы (количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложением на поверхности катализатора частиц сажи. Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением дизелей так называемой «Common-rail» системы.

В данном типе дизелей впрыск топлива осуществляется электрически управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков. Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса. Так что, по сложности современный— и экологически такой же чистый, как и бензиновый— дизель-мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар, то в новейших системах «Common-rail» оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар, что влечёт за собой немалые проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого «сажевого фильтра». «Сажевый фильтр» представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизеля и катализатором в потоке выхлопных газов. В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах. Однако часть сажи не всегда окисляется, и остается в «сажевом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки «сажевого фильтра» путём так называемой «постинжекции», то есть впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи. Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизель-моторов стало наличие турбонагнетателя, а в последние годы— и так называемого «интеркулера»— то есть устройства, охлаждающего сжатый турбонагнетателем воздух. Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизель-моторов, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.

В своей основе конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако, аналогичные детали у дизеля обычно тяжелее и более устойчивы к высокому давлениям сжатия, имеющим место у дизеля. Головки поршней, однако, специально разработаны под особенности сгорания в дизельных двигателях и часто (но не всегда) рассчитаны на повышенную степень сжатия. Кроме того, головки поршней в дизельном двигателе находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода. Во многих случаях головки поршней содержат в себе камеру сгорания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector