Что надо знать о дизельном двигателе

Все что нужно знать о дизельных двигателя

Познакомьтесь с фактами и мифами о дизельных двигателях. Факты и мифы о дизелях

2000-й год – это период расцвета дизельных агрегатов: если в 1990 году автомобили с дизельными двигателями выбирали только 10% людей, то в 2011 году их число выросло до 60% . Конец популярности Diesel был в 2015 году, когда знаменитый «Dieselgate scandal» увидел свет в виде вводящего в заблуждение программного обеспечения для двигателей TDI: они манипулировали результатами выхлопных газов таким образом, что тесты получили положительные результаты.

Когда они находились в нормальном движении, двигатели уже работали в другом режиме, выделяя недопустимое количество вредных веществ.

Падение популярности дизелей последовало за началом так называемой «Dieselgate scandal» в 2015 году.

Скандал, вызванный Volkswagen, резко перешел в результаты продаж дизельных автомобилей – доля Diesel в европейских продажах упала с 56% в 2011 году до 36% в первой половине 2018 года. Было ограничение для этого типа двигателей, и началось постепенного изъятия дизелей или ограничения их участия в движении.

Все они были признаны ядовитыми и угрожающими окружающей среде, а также аварийными из-за использования в них сложных элементов для снижения выбросов CO2, например фильтра DPF. Это негативно сказалось на ситуации с дизельными автомобилями на вторичном рынке: снизился как спрос на них, так и их стоимость.

Может ли общество функционировать без транспортных средств с дизельными двигателями?

Этот тип приводов по-прежнему широко используется в грузовиках, такси и других автомобилях (минивэны, седанов среднего класса), где помимо хорошей производительности важен умеренный расход топлива. Большинство бензиновых агрегатов не способны удовлетворить ожидания водителей в отношении расхода, в то время как другие агрегаты (гибридные, электрические) работают только при определенных условиях.

Например, «гибрид» демонстрирует свои преимущества только в городских условиях, в то время как для электромобилей необходимы электрические зарядные устройства для легкой жизни. И они все еще отсутствуют повсеместно.

Действительно ли дизели настолько плохи, как о них пишут?

Мы решили это проверить. Мы подтверждаем факты и опровергаем мифы о дизелях.

Современные дизели выделяют много вредных выхлопных газов – МИФ

Действительно, большинство выбросов сажи и оксидов азота происходит из дизелей, а углекислого газа – из бензиновых двигателей. Стоит отметить, что за прошедшие годы количество допустимых выбросов в соответствии со стандартами уменьшилось в целых 9 раз, в следствии ограничений для дизельные сажевые фильтры и технологии SCR (селективное каталитическое восстановление) в дизеле.

На западе было запрещено ввозить дизели в города – МИФ

На данный момент запрет на вождение дизельного автомобиля действует в одном городе – Гамбурге. Однако это касается только двух улиц и автомобилей со стандартом Euro 5 и более старых. Другие крупные города (Париж, Лондон, Берлин) до сих пор ограничились только объявлениями об ограничении движения дизельного автомобиля в отдельных зонах, и в некоторых случаях запреты будут применяться ко всем автомобилям (Мадрид, Осло, Копенгаген, Брюссель).

Бензиновые автомобили обеспечивают больше удовольствия от вождения – ВОЗМОЖНО

В эпоху современных бензиновых двигателей, сконструированных по технологии уменьшения размеров, современные дизели можно считать чрезвычайно тихими, динамичными и обладающими высокой рабочей культурой. Большинство новых автомобилей имеют под капотом бензиновые агрегаты небольшой вместимости, часто с тремя цилиндрами. К сожалению, до сих пор большинство из них не смогли компенсировать неприятные вибрации и раздражающего рычания.

Сильные дизели нашли применение даже в спортивных версиях некоторых автомобилей, например в Volkswagen Golf GTD. Он сочетает в себе характеристики 1.8 TSI с расходом, аналогичным самым слабым бензиновым вариантам.

Никто не будет покупать дизель в течение нескольких лет – МИФ

Дизелей становится все меньше и меньше, но некоторые группы потребителей (например, компании) точно не откажутся от их использования, поэтому не о чем беспокоиться, что подержанный автомобиль с дизельным двигателем не будет иметь спрос.

Для многих даже частных клиентов расходы на автозаправочных станциях превосходят то, что говорят о дизельном топливе и его влиянии на окружающую среду. Вы врят ли будете тратить больше денег на обслуживание современных дизелей, чем на автомобили с бензиновым двигателем.

Дизельный сервис стоит дорого – МИФ

В Дизеле нужно купить и заменить много дорогих элементов, то есть двухмассовый маховик, турбокомпрессор, инжекторы, но чаще всего расходы нас ждут только при большом пробеге (более 200 000 км). Учитывая стремительно падающие цены, стоит купить относительно молодой автомобиль с дизельным двигателем и пока не беспокоится о том, что вам понадобится для его замены.

Тем более, что бензиновые автомобили не так надежны. В основном они «жрут» масло, у них проблемы с пробегом и отложениями углерода на впуске. Иногда даже после пробега в несколько десятков тысяч км.

Дизель больше не покупают – МИФ

Каждый третий покупатель сейчас принимает решение о покупке нового автомобиля с дизельным двигателем. Это намного меньше, чем 7 лет назад, когда половина проданных автомобилей имела дизельный двигатель под капотом, но этот результат все еще гарантирует дизелю стабильную нишу на рынке.

Дизеля больше не разрабатываются – МИФ

Действительно, некоторые производители (Porsche, Toyota, Fiat / Jeep и Suzuki) объявили, что отказываются от установки дизельных двигателей на своих автомобилях. Но некоторые из них тратят много денег на разработку дизельных двигателей нового поколения (например, Mercedes – 3 миллиарда долларов), распространяют современные решения для всех моделей (BMW с системой SCR) или позволяют клиентам выбирать между тремя типами движения: бензиновым, гибридным и дизельным (PSA), Опель).

Причина: строгие требования к выбросам CO 2. Toyota является одним из брендов, постепенно отказывающихся от дизельных двигателей. Некоторые модели, в том числе C-HR теперь может быть приобретена только в бензиновом или гибридном варианте.

Цены на подержанные дизельные автомобили упали – ИСТИНА

В настоящее время продается не только меньше новых автомобилей с дизельными двигателями, но и интерес к этим типам автомобилей, используемых на аукционных порталах, снизился – согласно статистике, их ищет только каждый шестой покупатель.

Также факт, что после скандала с Dieselgate автомобили с дизельными двигателями стали заметно дешевле: от 8 до 17% (мы говорим об автомобилях 2009-2012 годов с пробегом до 200 000 км).

Существуют способы снижения вредных выбросов в дизеле – ИСТИНА

Вредное воздействие дизельного транспортного средства на окружающую среду можно уменьшить, установив системы подачи аммиака для паров, например, через AdBlue или картриджи с солью аммония. В результате реакции, аммиак восстанавливает оксиды азота от вредных веществ. Это, однако, является дорогостоящим решением (1400-3000 евро или 90000-190000 руб.) и не подходит для подержанного автомобиля.

Стандарты контроля выбросов были ужесточены – ИСТИНА

До сих пор потребление топлива и выбросы вредных паров в новых автомобилях измерялись с помощью нетребовательного цикла NEDC, охватывающего только лабораторные испытания. Полученные результаты очень редко отражались в фактическом вождении, поэтому в сентябре 2018 года был введен цикл WLTP, в котором автомобили работают на более высоких скоростях, включая динамическое ускорение.

Кроме того, проводятся испытания в реальных дорожных условиях (RDE), и разница между двумя измерениями не может превышать предполагаемый уровень. Переход циклов WLTP и RDE обязательно должен получить самый строгий стандарт Euro 6d-TEMP.

На рынке есть дизели, которые не будут включать никаких ограничений – ИСТИНА

Автомобили, соответствующие стандарту выбросов Euro 6d-TEMP, не затронут ограничения, которые будут установлены в будущем для автомобилей с дизельными двигателями. Они смогут войти в зоны с низким уровнем выбросов в крупных городах.

Что надо знать о дизельном топливе

Использование дизельного топлива во всех странах мира увеличивается с каждым годом. В судовых энергетических установках дизельные двигатели нашли самое широкое применение. Ими оборудовано свыше 95% всех морских и речных судов. На катерах применяются также конвертированные легкие быстроходные автомобильные и тракторные дизели. В нашей стране в ближайшем будущем на дизельные двигатели планируется перевести большинство грузовых и многие легковые автомобили.

По сравнению с бензиновыми двигателями, главное преимущество дизелей — высокая топливная экономичность. Они потребляют топлива на 30 % меньше; этим частично компенсируется большая доля массы самих двигателей в составе силовой установки. Кроме того, дизели обладают меньшей токсичностью продуктов сгорания. Они выбрасывают в атмосферу окиси углерода почти в 10 раз меньше, углеводородов — в 2,5 раза, окислов азота — на 10—15%. Однако в отработавших газах дизелей содержится больше сажи — твердых несгоревших углеродистых частиц, что значительно повышает дымность.

Благодаря тому, что дизельное топливо менее опасно в пожарном отношении, его начали использовать в судовых (конвертированных авиационных) газотурбинных двигателях на быстроходных катерах, судах на подводных крыльях и воздушной подушке.

Учитывая сложность процессов смесеобразования и сгорания в дизелях, к топливу предъявляются следующие эксплуатационные требования:

• необходима хорошая прокачиваемость для бесперебойной и надежной работы топливного насоса высокого давления (оптимальная вязкость, нужные низкотемпературные свойства, отсутствие воды и механических примесей);
• обеспечение тонкого распиливания и хорошее смесеобразование;
• полнота сгорания для обеспечения легкого запуска и «мягкой» работы дизеля;
• отсутствие повышенного нагарообразования на клапанах, кольцах и поршнях, закоксовывания форсунок и зависания иглы распылителя;
• не вызывать коррозию резервуаров, топливопроводов, деталей двигателя;
• при сгорании выделять возможно большее количество тепла и быть стабильным при хранении.

В зависимости от вязкости дизельные топлива подразделяются на три группы: дистиллятные малой вязкости, применяющиеся на высокооборотных дизелях (частота вращения коленчатого вала д более 1000 об/мин); дистиллятные средней вязкости — типа солярового масла, использующиеся на двигателях средней быстроходности (n=500÷1000 об/мин); остаточные высокой вязкости, применяющиеся на малогабаритных дизелях (n=100÷500 об/мин).

О сгорании топлива в дизелях

Дизели являются двигателями с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением от сжатий, которые происходят за очень короткий промежуток времени, соответствующий времени поворота коленчатого вала всего на 20—25°. По сравнению с карбюраторными двигателями, в дизелях при той же частоте вращения коленчатого вала времени на смесеобразование и сгорание отводится в 10—15 раз меньше.

Впрыскиваемое при помощи форсунки дизельное топливо воспламеняется в цилиндре за счет тепла сжатого воздуха. Чем меньше температура самовоспламенения топлива, тем лучше происходит процесс сгорания. Поэтому температура самовоспламенения считается одной из важнейших характеристик качества дизельного топлива.

В цилиндре дизеля впрыснутое топливо воспламеняется не сразу, а с некоторой задержкой, необходимой для распыла топлива в сжатом и нагретом воздухе, его перемешивания с воздухом, испарения. Продолжительность периода задержки воспламенения зависит прежде всего от химического состава топлива и молекулярной структуры углеводородов.

Основной величиной, позволяющей судить о пригодности топлива для дизелей, служит цетановое число (ЦЧ). Цетановым числом топлива называется процентное (по объему) содержание цетана в смеси с α-метилнафталином, при котором эта смесь, сгорая в двигателе, дает такую же задержку самовоспламенения, как топливо, для которого определяется цетановое число. Цетан — это легковоспламеняющийся углеводород, ЦЧ которого принято равным 100, а α-метилнафталин — очень трудно воспламеняющийся ароматический углеводород, ЦЧ которого принято за нуль.

Обычно ЦЧ определяют по методу совпадения вспышек на специальных одноцилиндровых двигателях с переменной степенью сжатия. Подбирая различные соотношения цетана и α-метилнафталина, получают смесь, которая дает тот же период задержки самовоспламенения, как топливо, для которого определяется ЦЧ.

Так как дизельное топливо даже одной и той же марки может состоять из углеводородов различного соотношения, то и сгорает оно по-разному. Поэтому после заправки необходимо правильно установить оптимальный угол опережения впрыска: максимальное нарастание давления должно быть около ВМТ. При большом угле опережения впрыска по* дача топлива начинается в недостаточно прогретый воздух, жесткость работы дизеля увеличивается, большая часть заряда топлива может сгореть до подхода поршня к ВМТ. Это увеличивает противодавление, понижает мощность двигателя. Когда угол мал, во время рабочего хода возникает догорание, что также ведет к ощутимому понижению мощности, неполному сгоранию и перерасходу топлива.

С 1983 г. вошел в действие ГОСТ 305—82 «Топливо дизельное. Технические условия», который содержит уточненные показатели. Он распространяется на топливо для наземной и судовой техники, получаемое из продуктов переработки нефти.

Раньше по ГОСТ 305—73 и ГОСТ 4749—73 изготовлялось восемь сортов дизельного топлива. Новый ГОСТ в целях унификации предусматривает всего три марки топлива для разных условий эксплуатации: Л (летнее), З (зимнее) и А (арктическое).

По новому стандарту дизельные топлива подразделяются на два вида. Они зависят от содержания серы. Массовая доля серы указывается в условном обозначении дизельного топлива. Кроме того, для летнего топлива указывается температура вспышки, а для зимнего температура застывания. Например, обозначение топлива летнего с массовой долей серы до 0,2 % и температурой вспышки 40 °С будет следующим: топливо дизельное Л—0,2—40 ГОСТ 305—82.

Следует отметить, что увеличение ЦЧ сверх предусмотренных стандартом не дает преимущества в эксплуатации. Например, его повышение с 50 до 70 уменьшает период задержки воспламенения только на 2° поворота коленчатого вала при одновременном увеличении удельного расхода топлива.

Фракционный состав дизельного топлива

Современные форсированные двигатели требуют нормированного фракционного состава, от которого зависит качество распыливания и сгорания и другие показатели.

В прежних стандартах имелись отличия во фракционном составе топлив, получаемых из сернистых и малосернистых нефтей. По новому правилу фракционный состав должен соответствовать топливу из сортов малосернистой нефти, обладающему более высокими эксплуатационными свойствами.

С фракционным составом топлива тесно связана температура вспышки, при которой пары топлива с воздухом образуют горючую смесь, вспыхивающую при поднесении огня. От температуры вспышки зависит пожарная опасность при транспортировке, хранении и применении дизельного топлива. Непосредственно на работу двигателя температура вспышки не влияет. Для двигателей, работающих в закрытых помещениях (судовые, тепловозные двигатели) она должна быть выше. Поэтому в новом ГОСТе температура вспышки указана в зависимости от назначения двигателя.

Существенное влияние на работу двигателя оказывает вязкость топлива. Если она чрезмерно большая или малая, нарушаются работа топливоподающей аппаратуры, процессы смесеобразования и сгорания, повышается расход топлива.

Наилучшими свойствами обладает топливо средней вязкости (2,5÷4,0 сСт при 20 °С). При распиливании оно образует мелкие и однородные по составу капли, что улучшает процессы испарения, смесеобразования и сгорания. Как и для других нефтепродуктов, вязкость дизельного топлива уменьшается с увеличением температуры. Изменение вязкости существенно влияет на пусковые свойства, в основном в зимнее время.

Низкотемпературные свойства топлива оцениваются температурами застывания и помутнения. Внешний его вид изменяется в результате выпадения твердых углеводородов. При дальнейшем охлаждении в топливе скачала появляются кристаллы, а затем оно застывает (зимние сорта при —25—30 °С). Зимние сорта топлива получают из нефтей, содержащих нафтеновые углеводороды, имеющие низкую температуру застывания (ниже —50 °С), Использовать топливо можно только при температуре окружающего воздуха выше температуры помутнения. Температура эксплуатации должна быть выше возможной температуры застывания по крайней мере на 10°С. Если в топливе содержится вода, оно будет мутнеть прил 0 °С. Применять летом зимние сорта топлива нельзя: их вырабатывают в количестве, достаточном лишь для зимней эксплуатации. Кроме того, при использовании зимних сортов летом возрастают потери на испарение. Смешивать топлива летних и зимних сортов тоже нельзя.

Коррозия и дизельное топливо

Коррозионная активность дизельного топлива зависит от содержания водорастворимых (минеральных) кислот и щелочей, органических кислот, сернистых соединений и воды. Углеводороды, входящие в состав топлива, не оказывают корродирующего действия на металлы. Как и в бензинах, в дизельном топливе не должны содержаться вещества, имеющие кислотную реакцию и вызывающие сильную коррозию металлов.

Дизельное топливо как более тяжелое по составу, чем бензин, имеет повышенную гигроскопичность. Вода, попавшая в топливо, долго остается в его толще и осаждается медленно, вызывая коррозию топливной аппаратуры.

Наиболее сильную коррозию при работе двигателя вызывают сернистые соединения, содержащиеся в топливе. Активные сернистые соединения удаляются при производстве топлива в процессе очистки. В топливе содержатся сернистые соединения, не действующие непосредственно на металлы, однако при их сгорании образуются кислотные окислы, наиболее активным из которых является серный ангидрид.

Сернистой коррозии наиболее подвержены форсированные быстроходные дизели. При избытке кислорода и высокой температуре сернистый ангидрид переходит в серный, вызывая более интенсивную газовую коррозию тарелок выпускных клапанов, верхней части цилиндров, верхнего компрессионного кольца и выпускной системы. В малонапряженных дизелях, когда температура охлаждающей жидкости невысока, возникают условия для конденсации паров и появления жидкостной коррозии, при которой больше разрушаются вкладыши подшипников.

Сера вредна не только с точки зрения коррозионного износа, но и способности образовывать твердый и плотный нагар, частицы которого, попадая в масло, увеличивают износ деталей и вызывают залегание поршневых колец.

Для борьбы с сернистой коррозией необходимо уметь правильно применять моторные масла, содержащие определенные композиции присадок. Из присадок, добавляемых к дизельному топливу, наиболее эффективен нафтенат цинка, который при сгорании топлива связывает окислы серы в сульфосоединения.

Нагар и смолообразование

Как и в карбюраторных двигателях, в дизелях интенсивность накопления смолистых веществ, лаковых отложений и нагаров зависит от качества используемых топлива и моторного масла. Накопление высокотемпературных отложений в камере сгорания, на клапанах и других деталях вызывает перегрев двигателя, снижение мощности, ухудшение экономичности. При закоксовывании отверстий распылителей форсунок ухудшается распыл топлива, снижается или совсем прекращается его подача.

Дизельное топливо содержит большее количество смолистых соединений, чем бензин, что способствует неполному сгоранию. Количество смол в топливе оказывает существенное влияние на моторесурс двигателя. Если оно соответствует требованиям стандарта, обеспечивается длительная надежная работа дизеля, а если содержание смол в два-три раза больше нормы, моторесурс может снизиться на 40—50%.

Зола, образующаяся после сгорания топлива, представляет собой минеральный остаток. Она не только участвует в образовании нагаров, но и увеличивает износ двигателей.

Зазоры прецизионных пар топливных насосов высокого давления составляют всего 1,5—2,5 мкм, поэтому даже небольшое количество механических примесей в дизельном топливе вызывает их износ. Особенно вредны абразивные загрязнения кристаллического строения — кварциты и глиноземы, обладающие высокой твердостью; они могут попадать в топливный бак при небрежной перевозке и хранении топлива. Для быстроходных дизелей непригодно топливо, содержащее механические примеси даже в ничтожном количестве.

Требования безопасности

Взрывоопасная концентрация паров дизельного топлива в смеси с воздухом составляет 2—3% по объему. Температуры самовоспламенения топлива: марки Л — 300 °С; 3 — 310 °С; А — 330 °С. Температурные пределы воспламенения топлива: марки Л — 69—119 °С; З — 62—105 °С; А — 57—100 °С.

В помещениях, предназначенных для хранения и эксплуатации дизельного топлива, запрещается обращаться с открытым огнем. Искусственное освещение должно быть во взрывобезопасном исполнении.

При работе с топливом нельзя использовать инструменты, дающие при ударе искру. Если пожар все же возник, для его тушения можно использовать распыленную воду и пену; при объемном тушении — углекислый газ, состав СЖБ, состав 3,5 и перегретый пар.

Емкости, в которых хранится и транспортируется топливо, должны быть защищены от статического электричества.

Дизельное топливо относится к веществам 4 класса опасности (малотоксичным). Оно раздражает слизистую оболочку и кожу человека, Предельно допустимая концентрация паров топлива в воздухе рабочей зоны составляет 300 мг/м 3 .

Гарантийный срок хранения дизельного топлива, установленный стандартом, — 5 лет со дня изготовления.

Для справки сообщаем, что топливо для среднеоборотных и малооборотных дизелей изготовляют по другому стандарту — ГОСТ 1667—68.

Свойства дизельного топлива

Дизельное топливо (ДТ) – одно из наиболее популярных видов горючего, что используется для двигателей внутреннего сгорания. Оно более экономичное, чем бензин, к тому же стоит дешевле. Поэтому все больше автомобилей – не только грузовых, но и легковых, сегодня используют разные виды дизельных топлив. Какие характеристики у этого горючего и что надо знать, выбирая топливо, читайте далее.

Виды дизельного топлива

Качественно-количественный состав и физико-химические характеристики топлива для дизельных двигателей обуславливают его классификацию. Различают три основных марки ДТ:

• Л – летнее, используется преимущественно в теплый сезон, когда температура окружающей среды выше 0С;
• Е – межсезонное, которое может использоваться круглогодично, если температура окружающей среды не ниже -15С;
• З – зимнее, применяемое в холодное время года, когда температура воздуха выше -20С;
• А – арктическое, которое можно использовать в особо суровых условиях при температуре окружающего воздуха до -50С.

Эти виды топлива различаются между собой фракционным составом, вязкостью, плотностью, температурой испарения и застывания, а также иными характеристиками, о которых мы поговорим ниже.

Также существует подразделение топлива на экологические классы, что определяется содержанием соединений серы в выхлопе. Используемые у нас в стране классы – от К2 до К5 – соответствуют европейской маркировке. То есть топливо К4 – это Евро 4 и т.д.

Цетановое число дизельного топлива

Это основное свойство дизельного топлива, аналогичное октановому числу бензина. Цетановое число определяет воспламеняемость горючего. Чем оно выше, тем более качественным считается топливо, так как сгорает оно более равномерно и с низкой скоростью нарастания давления в двигателе. Это положительно сказывается на ходовых характеристиках авто, эксплуатационных свойствах и долговечности ДВС.

Но повышение цетанового числа сверх рекомендованного для конкретного двигателя может наоборот привести к возрастанию нагрузки на него и снижению характеристик, падению экономичности и повышению уровня дымности отработанных газов.

Цетановое число топлива определяется опытным путем как объемная доля количества цетана в смеси с альфа-изомером метилнафталина в топливе. Для сравнения используют эталонную смесь с известным содержанием цетана и метилнафталина. Этот показатель топлива напрямую зависит от углеводородного состава горючего и определяет мощность, экономические показатели работы двигателя. Цетановое число дизельного топлива связано линейной зависимостью с его температурой кипения.

У топлива для дизельных автомобилей, реализуемого на отечественном рынке показатель цетанового числа колеблется в пределах от 30 до 80. Для горючего, идущего на экспорт, а также иностранного ДТ применяют другой показатель – дизельный индекс, который может иметь значение от 20 до 80. Численно эти характеристики примерно соизмеримы.

Фракционный состав топлива

Этот показатель определяет качественно-количественный состав горючего, а также влияет и на цетановое число. Чем больше легких углеводородных фракций содержится в топливе, тем меньше кислорода необходимо для образования горючей смеси. Соответственно, тем быстрее топливо воспламеняется и тем полнее идет процесс его сгорания. Таким образом, ДТ, богатое легкими углеводородами, более экономично в использовании и имеет высокие экологические показатели.

Влияние фракционного состава у дизельного топлива не столь велико для двигателей с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием. А вот ходовые и экономические показатели ДВС с непосредственным впрыском в силу конструктивных особенностей сильно зависят от фракционного состава топлива.

Вязкость и плотность топлива

Это очень близкие физические показатели, находящиеся в прямой зависимости. Чем ниже вязкость топлива (и, соответственно, его плотность), тем лучше оно испаряется и распыляется, что способствует лучшему и более простому смесеобразованию. Наоборот, повышение плотности и вязкости горючего ведет к росту диаметра капель в топливной смеси, что негативно сказывается на качестве и препятствует полному сгоранию.

Но и слишком низкий показатель вязкости топлива имеет негативные последствия. Такое горючее, вследствие своей высокой текучести, просачивается между движущимися элементами топливной системы и не обеспечивает требуемого внутреннего давления, что снижает производительность насоса и увеличивает нагрузку на него.

Нормальной вязкостью дизельного топлива считается показатель в пределах 1,8-7,0 мм/с. Изменение вязкости в этих границах практически не сказывается на мощности, экономичности и долговечности дизельного мотора.

Чистота топлива

Этот качественный показатель определяется коэффициентом фильтруемости горючего. Для его измерения используют специализированные бумажные фильтры, через которые несколько раз пропускают порции топлива, измеряя время полной фильтрации. Чем меньше в ДТ примесей, тем быстрее оно фильтруется. Негативное влияние на свойства топлива оказывают содержащиеся в нем:

• Вода. Она может составлять 0,002-0,008% топлива по объему. Этот показатель считается нормальным и не влияет на характеристики горючего. Повышение его до 0,01% приводит к падению мощности, росту расхода топлива и снижению долговечности движущихся элементов.
• Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Основными соединениями этого типа являются мыла нафтеновых кислот, которые повышают вязкость топлива и негативно сказываются на его эксплуатационных свойствах.
• Смолистые соединения. Они снижают цетановое число и препятствуют полному сгоранию топлива. Использование горючего с эфирными и смолистыми примесями влечет образование нагара на свечах и стенках цилиндров.
• Мелкодисперсные твердые примеси. В качественном топливе их содержание составляет не более 0,002-0,004%. Больший показатель – это потенциальная опасность повреждения движущихся элементов топливной системы.

Работа на дизельном топливе с большим количеством примесей – воды, грязи, ПАВ – снижает не только мощностные и экономические показатели, но и увеличивает износ основных элементов топливной системы.

Другие важные характеристики дизеля

Еще одно важное свойство ДТ – температура вспышки. Для дизельных двигателей (особенно, с непосредственным впрыском) очень важно, при какой температуре воспламеняются топливная смесь. Подбор оптимальной температуры способствует полному сгоранию дизельного горючего. Если же температура слишком низкая (или наоборот высокая), то некоторые составные вещества – в основном непредельные углеводороды – сгорают не полностью, образуя на поверхности цилиндров, свечах и других элементах двигателя нагар.

Не менее важны и низкотемпературные характеристики топлива, что определяет климатическую зону его использования. На этот показатель влияет углеводородный состав. Легкие фракции низкой плотности и высокой текучести замерзают (загустевают) при более низких температурах. Но производство таких топлив более затратно. Для снижения стоимости к топливу обычно добавляют так называемые депрессорные присадки – вещества, понижающие температуру застывания горючего. Такое топливо отличается меньшим расходом и повышенными мощностными характеристиками при низкой температуре окружающей среды. Кроме того, на таком горючем дизельные автомобили лучше и стабильнее работают, быстрее заводятся.

Еще немного о дизельном топливе

Как видим, качественные характеристики и состав топлива очень важны для работы топливной системы и общих характеристик двигателя в целом. В основном это касается мощности и расхода. Но даже если эти показатели не столь существенны для вас, следует помнить, что некачественным топливом очень просто загубить двигатель – в результате повышенной нагрузки и износа движущихся элементов.

Что нужно знать про дизельный двигатель

Многие автомобилисты, которые уже выбрали дизельное транспортное средство, видят все преимущества и особенности. Однако у тех, кто только начинает использовать этот тип двигателя, может возникнуть много вопросов. Попробуем рассказать немного о дизельных двигателях.

Дизельные двигатели: история

Дизельный двигатель появился в 1824 г., когда физик и математик Сади Карно выдвинул теорию, что для повышения эффективности радиатора необходимо быстро сжимать среду внутри до точки воспламенения. Позже этот принцип был использован в качестве функции первого дизельного двигателя.

На протяжении многих лет над проектом дизельного двигателя работали несколько ученых, в том числе Герберт Акройд-Стуарт и Густав Тринклер. Однако только в 1887 году «Рудольфу Дизель» удалось создать первый практически осуществимый и эффективный прототип.

Изначально изобретатель считал, что лучшим топливом для этого двигателя будет угольная пыль, но из-за абразивных свойств и сложности подачи такого топлива в цилиндры ему пришлось отказаться от этой идеи. С другой стороны, изобретение Diesel хорошо работало на растительных маслах и светлых нефтепродуктах.

С тех пор дизельные двигатели постоянно совершенствовались и модернизировались. Многие современные легковые автомобили и большая часть коммерческого транспорта оснащены этими мощными, надежными и эффективными силовыми агрегатами.

Принцип работы

Сегодня легковые автомобили, как правило, оснащаются 4-тактными двигателями. Их рабочий цикл состоит из 4 этапов: допуск, который соответствует вращению коленвала от 0 до 180o. В этот момент воздух поступает в цилиндр через открытый клапан.

Сжатие

Во время этого хода коленвал перемещается от 180oC до 360oC. Поршень сжимает воздух, уже присутствующий в камере, в 16–25 раз и увеличивает его температуру на 700-900oC .

Горение

На этом этапе, соответствует смещению коленвала на 360-540o , топливо впрыскивается и воспламеняется. Образующиеся таким образом вещества опускают поршень.

Выхлоп: при перемещении коленвала из исходного положения от 540 до 720 поршень поднимается вверх, и сжигаемые газы удаляются.

На дизельных двигателях топливо подается через инжекторный насос. Есть несколько типов насосов, используемых в современных транспортных средствах, они содержат пары поршней столько, сколько в цилиндре. Распредвал, соединенный с коленвалом, приводит в движение поршень, и поочередно открывает и закрывает впускные отверстия. Затем создается давление для открытия клапана впрыска, топливо идет в инжектор. Эти насосы надежны и устанавливаются на транспортные средства.

Распространение

Они включают в себя два поршня, которые выполняют возвратно-поступательные вращательные движения, распределяя топливо между цилиндрами. Это обеспечивает еще более равномерное распределение топлива, но при этом изнашиваются элементы. По этой причине распределительные насосы устанавливаются в основном в легковых автомобилях.

Насосы высокого давления

Они используются в топливных системах Common Rail для перекачки топлива в топливные системы, где поддерживается высокое давление независимо от режима работы двигателя. Использование этой системы повышает крутящий момент двигателя на 25% при малом вращении и снижает расход топлива на 20%.

Насосные форсунки

Каждому цилиндру соответствует инжектор насоса с функциями сжатия и впрыска. Использование этой системы повышает энергоэффективность автомобиля и снижает токсичность выхлопных газов, так как сам процесс впрыска осуществляется в 3 этапа. Предварительное впрыскивание обеспечивает плавное горение, а последующее впрыскивание способствует регенерации сажевого фильтра.

5 ключевых преимуществ дизельных двигателей

Они потребляют значительно меньше топлива — в среднем на 30% меньше, чем бензиновые двигатели. Это связано с высоким давлением в камерах зажигания, конструкцией двигателя, принципами его работы и рядом других факторов. Кроме того, в большинстве стран дизельное топливо дешевле бензина.

В дизельных двигателях топливо сгорает непрерывно, как только подается внутрь, обеспечивая высокий крутящий момент при малом вращении. Это улучшает сцепление с дорогой, динамику и управляемость автомобиля. Иногда они обладают высокой эффективностью — до 50%.

Благодаря свечам накаливания и тепловым инжекторам дизельные двигатели легко запускаются независимо от температуры окружающей среды. Они служат почти в два раза дольше бензиновых двигателей.

Дизельные двигатели: 9 правил для экспертов AutoDoc

Во избежание частого ремонта двигателя и топливной системы следуйте этим простым правилам: замените топливный фильтр и топливный/водоотделитель во времени. Дизельные компоненты очень чувствительны к механическим частицам и воде. Благодаря своей сложной конструкции форсунки и компоненты насоса легко засоряются, а сера в топливе смешивается с водой и превращается в серную кислоту, что негативно сказывается на компонентах двигателя.

Убедитесь, что вы используете качественное топливо. Высокое содержание серы в топливе низкого качества значительно сокращает срок службы и эффективность моторного масла и может привести к выходу из строя сажевого фильтра.

Избегайте вращения с высокой частотой: это создает дополнительное напряжение на двигателе. Всегда следите за тем, чтобы топливо было комнатной температуры. Дизельное топливо содержит парафин, который замерзает при низких температурах. Поэтому рекомендуется использовать зимнее топливо (для температур от -25oC до 0oC) или арктическое топливо, сохраняющее свою вязкость при температурах от -35oC до 0oC. На АЗС обычно указывается диапазон температур продаваемого топлива.

Тщательно выбирайте присадки к дизельному топливу. Если вы едете в районах со сложным климатом, антифриз прекрасно подойдет для вашего автомобиля. Имеются также присадки для увеличения крутящего момента и мощности двигателя за счет повышения эффективности сгорания воздушно-топливной смеси, а также чистящие средства для двигателя и топливных магистралей.

Альтернативное вождение в городских районах с поездками в сельскую местность, чтобы двигатель время от времени работал со скоростью 2500 об/мин. При таком режиме работы расходуются сажа и отложения углерода, что снижает риск растрескивания форсунок, прилипания поршневых колец и выхода из строя катализатора.

Двигатель с турбонаддувом не должен выключаться сразу после остановки автомобиля, дайте ему поработать на холостом ходу от 2 до 5 минут, чтобы дать турбине время остыть. Всегда покупайте моторное масло, рекомендованное производителем вашего автомобиля, и никогда не смешивайте смазки разной вязкости. Запускайте медленно, чтобы не повредить кольца внутри турбины.

Заключение

Современные дизельные двигатели экономичны и мощны. Несмотря на стереотипы, они экологичны. Автомобили с дизельными двигателями идеально подходят для поездок в сельскую местность, удобны для больших групп и семей и не ломаются даже при частом использовании. Они очень надежны на бездорожье, что объясняет их популярность среди любителей рыбалки, охоты и активного отдыха. Однако, если вы всегда хотели спортивный автомобиль, или стремились к ускорению или резкому торможению, дизельный автомобиль вам не подойдет: агрессивное вождение будет оказывать слишком сильное давление на двигатель.

Ремонт дизельного двигателя стоит дорого. Однако, следуя вышеизложенному совету, вы понимаете, что необходимость в ремонте возникает нечасто.