Устройство и принцип работы дизельного двигателя

Дизельные двигатели чаще всего используются в грузовых автомобилях. Они популярны из-за высокой эффективности и долговечности. Такие моторы демонстрируют превосходную производительность и экономный расход топлива сравнительно с бензиновыми силовыми агрегатами. Поэтому они отлично подходят для оснащения грузовых транспортных средств, эксплуатирующихся в тяжелых условиях.

Отличия дизельного и бензинового двигателя

Мотор, работающий на дизтопливе, является отдельным типом ДВС, который функционирует по принципу самовозгорания горючего. От бензинового мотора такой ДВС отличается следующими аспектами.

1. Дизельный силовой агрегат функционирует по принципу самовоспламенения топливной смеси. В цилиндрах создается высокое давление воздуха, после чего происходит впрыск горючего. Под давление топливо мгновенно воспламеняется, обеспечивая силовой ход поршня в противоположном направлении.
2. Работает мотор на дизтопливе. Это горючее отличается от бензина большей плотностью. Помимо того, на каждый литр дизтоплива приходится большее количество производимой энергии, нежели в бензиновых ДВС.
3. Для впрыска дизтоплива необходима специальная система, которая подает горючее в цилиндр под давлением. Также она отвечает за эффективный контроль процесса сжигания дизтоплива для повышения крутящего момента силового агрегата.
4. Дизель отличается повышенной тепловой эффективностью. По этой причине дизельные ДВС демонстрируют более эффективное преобразование энергии от сгорания дизтоплива в механическую работу ДВС.

​

Устройство топливной системы дизеля

ТС современного дизеля состоит из таких конструктивных элементов, как:

• форсунки;
• насос;
• фильтры для дизтоплива.

ТНВД

Топливный насос высокого давления является главным элементом ТС дизеля, отвечающим за подачу горючего в цилиндры ДВС с высоким давлением, которое необходимо для самовоспламенения и максимально эффективное сгорание дизтоплива. В различных моделях и типах дизельных силовых агрегатов устройство ТНВД может разниться, однако основные компоненты и принцип функционирования этих устройств аналогичны.

ТНВД состоит из:

• насоса, который обеспечивает подачу горючего из бензобака к форсункам цилиндров ДВС;
• регулятора давления, функции которого понятны по названию;
• подводящего насоса, отвечающего за подкачку дизтоплива из бензобака к главному насос, что имеет критическое значение в случаях низкого уровня горючего и/или длинных топливных магистралей;
• распределителя, определяющего момент и порядок впрыска топлива в конкретный цилиндр силового агрегата;
• элементов управления, обеспечивающих тотальный контроль работы всех элементов ТС.

Форсунки

Главной задачей форсунок дизеля является впрыскивание и распыление дизтоплива в цилиндры силового агрегата в определенный момент. Форсунки состоят из нескольких компонентов, в перечне которых:

• корпус в виде стального кожуха, рассчитанного на большое давление и температуру, а также внутренних элементов, расположенных внутри;
• игла с подвижной частью, контролирующей открытие и закрытие сопла;
• сопло, которое обеспечивает подачу и распыление горючего;
• гидропривод и электромагнит, контролирующие корректное функционирование иглы;
• датчики, которые фиксируют рабочие параметры системы и передают эти данные системе, управляющей работой силового агрегата с целью оптимизации всех процессов.

Топливный фильтр

Данный конструктивный элемент отвечает за очистку дизтоплива от всевозможных загрязнений перед попаданием горючего в насос и форсунки. Состоит фильтр из:

• пластикового или стального корпуса, в котором размещаются фильтрующие компоненты и имеются отверстия для отвода/подачи горючего;
• фильтра, расположенного в корпусе и обеспечивающего очистку дизтоплива;
• дренажного клапана, позволяющего избавляться от конденсата и влаги, которые скапливаются в фильтре;
• уплотнительных колец, задачей которых является создание герметичности системы и предотвращение протечки горючего.

Турбонаддув

Турбина дизельного силового агрегата представляет собой устройство, посредством которого увеличивается впускное давление воздуха в цилиндрах ДВС. За счет этого повышается крутящий момент и мощность силовой установки транспортного средства без увеличения потребления горючего и рабочего объема самого мотора.

Турбонаддув конструктивно включает турбинную и компрессорную части, первая из которых функционирует за счет отработанных газов мотора, передавая энергию от компрессора для формирования высокого давления, тогда как вторая обеспечивает сжатие воздуха впускной системы, после чего передает его в коллекторы ДВС.

Common Rail

Данная система активно используется в моторах, работающих на дизтопливе. Она обеспечивает высокую эффективность и точность впрыска горючего. Система предусматривает использование высокого давления подачи дизтоплива в инжекторы посредством общей трубы.

Запуск силового агрегата

Функционирование дизельного мотора происходит по следующему алгоритму.

​

1. Сжатие. После поворота ключа зажигания в положение "старт", электросигнал подается стартеру, и коленвал приводится в движение. Вращение коленчатого вала позволяет создать необходимое сжатие топливной смеси в цилиндре ДВС.
2. Впрыск. Топливо впрыскивается в цилиндр при достижении верхней точки. Для этого используются форсунки.
3. Зажигание. Дизтопливо самовоспламеняется под воздействием большого давления и температуры, что приводит к моментальному сгоранию ДТ и началу работы ДВС.
4. Сгорание. После самозажигания топлива следует формирование силы, обеспечивающей движение поршня и вращение коленчатого вала. Последний передает механическую энергию на те системы автомобиля, которые обеспечивают его движение.
5. Саморегуляция. Авторегулировка параметров работы силового агрегата выполняется посредством ЭБУ, задающего характеристики зажигания, подачи горючего и скорость холостого хода для обеспечения стабильности работы мотора.

Специфика техобслуживания

Обслуживание дизеля включает следующие процедуры.

1. Смена фильтров для горючего.
2. Предварительный нагрев топлива, обеспечивающий простоту запуска ДВС в условиях низких температур.
3. Мониторинг работы системы охлаждения, которая состоит из насосного оборудования, радиатора, а также емкости и магистралей с охлаждающей жидкостью.
4. Своевременная замена масла, что крайне важно для двигателей, функционирующих в условиях высоких температур и давления.
5. Контроль работы турбонаддува, включающий систематическую очистку турбины для сохранения её эффективной работы.
6. Промывка форсунок от накопившихся отложений.
7. Смена воздушных фильтров.

Плюсы и минусы

Неоспоримыми достоинствами современных дизельных силовых агрегатов специалисты называют:

• экономичность, обусловленную высокой топливной эффективностью;
• большую надежность, долговечность и прочность конструкции;
• внушительный крутящий момент, что идеально для грузового автотранспорта.

Недостатками дизельных двигателей внутреннего сгорания можно считать:

• дороговизну двигателя;
• ограниченный диапазон оборотов;
• высокий уровень шума и вредных выбросов.

В статье использованы фото с сайта perevozka24.ru.