Двухцилиндровый дизельный двигатель – не измеряйте достоинства цилиндрами!

Дополнительные компоненты двигателя

В конструкции дизельного двигателя присутствуют и другие детали. Например, турбина. Многие моторы оснащаются турбонаддувом для увеличения мощности. Обычные же атмосферники не имеют такого устройства.

Давайте рассмотрим, что такое турбонадув и из чего он состоит.

Принцип работы турбины

Большое количество воздуха подается в цилиндры через турбонаддув. Также увеличивается подача горючего во время рабочего цикла. Все это позволяет увеличить мощность мотора.

Так как давление насоса в дизельном двигателе выше и постоянное, то это помогает избежать турбоям, которые часто присутствуют на бензиновом моторе. Которыми также часто недовольны владельцы бензиновых турбодвигателей.

Принцип работы турбины таков:

  1. Отработанные газы проходят через компрессор.
  2. Они постепенно раскручивают колесо турбины.
  3. Затем вращение турбинного колеса передается компрессорному. Так происходит потому, что они оба установлены на одном валу.
  4. Под действием вращения турбокомпрессор сжимает воздух. Затем последний поступает в интеркулер.
  5. Здесь он начинает охлаждаться. Потом поступает снова в цилиндры силового агрегата.

Таким образом работает турбинное устройство. Дизельный двигатель запускается даже при отрицательных температурах внешней среды. Свечи накаливания разогревают воздушную смесь до 900 градусов. Именно поэтому сквозь турбины в цилиндры могут поступать холодные воздушные массы.

Турбонаддув он же турбонагнетатель состоит из

Турбонаддув дизельных двигателей состоит из следующих компонентов:

  • воздухозаборник;
  • компрессор;
  • клапан для регулировки отработанных газов;
  • заслонка для дросселя;
  • фильтрующее устройство;
  • интеркулер для охлаждения воздушных масс;
  • давления датчики;
  • коллектор впуска;
  • соединительные трубки.

В свою очередь в турбину входят элементы:

  • подшипники, которые создают вращение ее;
  • чехол на турбине;
  • чехол на компрессоре;
  • сталистая сетка.

Есть разные виды турбонаддувов и их особенности. Так, например, в турбине с изменяемой геометрией измененное сечение входного клапана регулирует поток отработанных газов. Два компрессора устанавливаются последовательно для того, чтобы за каждый режим работы отвечало одно из устройств, а не два за все или одно за все режимы работ.

Если же компрессоры в моторе установлены параллельно, то турбоямы становятся еле ощутимы. Механический и автоматический турбьонаддув, установленные вместе, способствуют увеличенную мощности. Например, первый включается при низких оборотах, а второй при высоких.

Цикл работы турбонаддува

Теперь вы знаете, что такое турбонаддув и как он работает. Давайте посмотрим, каков его цикл.

  1. Турбокомпрессор создает вакуум. Внутрь турбонаддува всасываются воздушные массы.
  2. Дальше в работу вступают роторы.
  3. Интеркулер охлаждает воздушные массы.
  4. Впускной коллектор пропускает через себя холодный воздух. Но перед тем, как он попадет в него, воздушные массы проходят очистку через воздушные фильтрующие устройства.
  5. Когда воздух будет набран до достаточного количества, клапан закроется.
  6. Уже отработанные воздушные массы проходят в турбину силового агрегата внутреннего сгорания и давят на ротор.
  7. Скорость вращения самой турбины и ее вала увеличивается до 1500 оборотов в секунду.

Таким образом за счет всех этих действий образовывается давление, которое и увеличивает мощность дизельного двигателя.

Интеркулер и форсунка

Интеркулер для двигателя на дизеле был создан, чтобы не подвергать каждодневному ремонту детали мотора. Детали двигателя при действии на них высоких температур подвергаются быстрому износу. Чтобы такого не происходило, были созданы интеркулера.

Топливо, подающееся через форсунки, правильно распределяется и в нужном количестве. Поэтому не происходит детонации при правильном расположении угла подачи.

Понятие детонации двигателя автомобиля

При нормальном режиме работы топливная смесь воспламеняется при подходе поршня к верхней мертвой точке и сгорает со скоростью до 50 м/с. Преждевременное зажигание приводит к нарушению процесса горения, поскольку расширяющиеся газы пытаются сжать идущий вверх поршень. Увеличение быстроты окисления до скорости звука и лавинообразный рост давления формируют ударную волну, которая достигает стенок цилиндров мотора и издает металлический стук (иногда явление ошибочно называют стуком поршневых пальцев).

Признаки детонации двигателя

Основные симптомы детонационного сгорания:                                                                                                                         1. Металлический высокотональный стук при нажатии на педаль акселератора. Допускается кратковременная детонация в интервале скоростей от 40 до 60 км/ч при разгоне на прямолинейном участке шоссе.                                                                                                                                                                                                          2. Повышение температуры охлаждающей жидкости при нормальном уровне и исправных вентиляторе и радиаторе.                                                                                                                                                                                                3. Падение мощности силовой установки, отрицательно влияющее на динамические возможности автомобиля.                                                                                                                                                                                              4. Появление посторонних вибраций, передающихся на кузов или ощущаемых на рулевом колесе, педалях или селекторе управления трансмиссией.

Разновидности детонации двигателя

Детонация автомобиля разделяется на категории:

  1. Кратковременная, происходящая при резком наборе оборотов и длящаяся 1-2 секунды. Эффект встречается на форсированных двигателях и агрегатах с большим объемом цилиндров. Процесс не вызывает поломку деталей и является нормальным.
  1. Длительная, проявляющаяся при повышении нагрузки и увеличении частоты вращения коленчатого вала (вне зависимости от выбранной передачи и скорости движения).

… о длительной детонации

Процесс является неконтролируемым и способен разрушать камеры сгорания, днища поршней или перегородки между кольцами.

Норма давления масла в двигателе

Разные модели двигателя имеют разную норму давления масла, и для каждого существуют свои техники его проверки. Значения на холостых оборотах всегда будут меньше, чем на рабочих оборотах. Так же, неправильно снимать показания давление масла на холодном двигателе.

Усредненные величины правильно снятых показаний на бензиновых силовых агрегатов будут следующие:

  • на оборотах холостого хода – около 2 атм. (0,2 МПа),
  • при 4000-5000 об/мин – от 4,5 до 6,5 атм. (0,45 – 0,65 МПа).

Давление масла в дизельном двигателе будет отличаться в меньшую сторону, примерно в два раза.

В технической документации любого транспортного средства присутствуют точные данные нормального давления, которое необходимо поддерживать, а также информация о марке масла, наилучшим образом подходящей данной модели.

Пример: для мотора ВАЗ-2107 показателями нормы, при условии работы на холостых оборотах, считается 0,2 кгс/см2, с этими значениями сигнальная лампа на приборной панели не загорается. Когда мотор прогрет, то давление масла имеет показатель примерно равный 4,5 кгс/см2. Указанные выше значения приемлемы только на холостых оборотах, если их число возрастет, данные показатели увеличиваются прямо пропорционально.

Для автомобиля ВАЗ-2106, в условиях прогретого двигателя, при оборотах до 4 500 в минуту, значения должны быть также около 4-5 бар. (4-5 кгс/см2). Отследить это можно с помощью датчика контроля давления масла, который отсутствует в ВАЗ-2017.

В моторах дизельного типа при холостых оборотах нормальными значениями будут считаться 0,3-0,4 кгс/см2 и от 3-3,5 до 4 на повышенных оборотах.

Для контроля давления масла существует специальная лампочка. В случае ее срабатывания первое, что нужно сделать — это проверить уровень смазочной жидкости и, при минимальном значении, долить необходимое количество. Делать это необходимо, заглушив мотор. Если после этого ситуация не изменится, то дальнейшая эксплуатация автомобиля может быть небезопасной, — следует обратиться в сервис для диагностики и устранения неисправности.

В целях получения точных показателей измеряют давление масла на прогретом двигателе с использованием манометра.

Внутри двигателя оптимальный уровень давления достигается масляным насосом, движение которого запускается от коленчатого вала двигателя. Вся система, благодаря сальникам и уплотнителям, пребывает в герметичном состоянии.

Оптимальное давление зависит от множества факторов. Это, в первую очередь, рабочий объем мотора, количество цилиндров и клапанов на цилиндр, модель и тип двигателя (бензиновый или дизельный), объём и качество заливаемого масла и пр.

Отклонение показателей от установленных производителем норм, неизбежно приведет к повреждениям той или иной степени тяжести. Как уже было выше сказано, недостаточное давление влечет за собой масляное голодание, из-за чего происходит износ деталей, сокращается срок службы двигателя, увеличивается риск выхода из строя силового агрегата. А чрезмерное — влечет за собой разгерметизацию соединений, что приводит к выдавливанию сальников.

Что это такое?


Компрессия в дизельном двигателе – это максимальное давление, создаваемое поршнем после закрытия впускного клапана и его поднятия в верхнюю мертвую точку. Рабочий цикл дизеля тесно связан именно с созданием высокого давления в цилиндре, обеспечивающего воспламенение топлива от сжатия воздуха в камере сгорания по достижении достаточно высокой температуры (около 300 градусов). Поэтому можно сказать, что компрессия в цилиндрах у таких моторов – ключ к его стабильной работе.

В отличие от бензиновых движков, в которых возгорание топливовоздушной смеси происходит за счет электрической искры, в дизеле воспламенение идет только за счет сжатия, поэтому там давление достигает гораздо больших величин. В газотурбинных двигателях воздух сначала сжимается, а затем, в камере сгорания, смешивается с топливом. Еще один показатель, который косвенно информирует о внутренних рабочих процессах – степень сжатия. Это соотношение объема цилиндра при расположении поршня в самой нижней точке к объему камеры сгорания вверху (при максимально поднятом поршне). Полученная цифра указывает, во сколько раз сжимается топливная смесь в цилиндре к моменту воспламенения (окончанию такта сжатия). Эта величина безразмерная, так как характеризует соотношение величин. Компрессия измеряется в единицах давления – в барах или кг/см2.

Одноцилиндровые двигатели[]

Типичный одноцилиндровый двухтактный двигатель

Типичный четырехтактный одноцилиндровый двигатель

Простейшей схемой двигателя служит одноцилиндровая схема. Ее основными достоинствами являются простота и небольшие габариты. Это означает, что себестоимость и трудоемкость изготовления такого двигателя невелики, и он проще в обслуживании и ремонте. Поэтому одноцилиндровый двигатель идеально подходит для мопедов, скутеров и небольших внедорожных мотоциклов.

Однако он обладает множеством недостатков с точки зрения характеристик двигателя. Поскольку воспламенение смеси в одноцилиндровом четырехтактном двигателе происходит один раз за каждые 720 градусов поворота коленчатого вала, для поддержания вращения двигателя до его следующего рабочего хода необходимы большие маховики.

Для того чтобы избежать чрезмерного увеличения веса, маховики должны обладать большим диаметром и небольшой толщиной. Приходится максимально облегчать поршень, также необходим длинный шатун, и в итоге получается двигатель, называемый длинноходным. Характеристики такого двигателя хороши до определенного момента: он экономичен, обладает хорошей кривой мощности и характеристики момента таковы, что он может относительно легко обеспечивать динамичный разгон с низких частот вращения двигателя. Для использования великолепной характеристики мощности передаточные числа коробки передач могут быть “растянуты”, за счет этого управление машиной становится не столь напряженным. Действительно, влияние вибрации двигателя до определенной степени субъективно и, как правило, довольно высокие уровни низкочастотных колебаний предпочтительнее менее интенсивного, но более раздражающего “дребезжания”.

Однако если попытаться заставить такой двигатель работать при больших частотах вращения, его недостатки станут очевидными. Наличие массивных маховиков означает большое количество накопленной энергии или инерции, и ускорение, по сегодняшним меркам, будет ограничиваться медленным набором скорости. Маленький диаметр цилиндра и большой ход поршня означают высокие скорости линейного перемещения поршня, а следовательно, высокий уровень износа этих узлов. При попытке уменьшить ход поршня сглаживающий эффект больших маховиков теряется, а неуравновешенные силы увеличиваются. Это плохо сказывается на комфортабельности мотоцикла – покладистый одноцилиндровый двигатель превращает его в “дрель, передвигающуюся по дороге”.

Другая проблема двигателей большого объема связана с затруднением запуска, даже если для этого применяется электрический стартер. Но, поскольку большинство одноцилиндровых двигателей большого объема используются для соревнований в условиях бездорожья и не оснащаются электрическим запуском, то каждый раз коленчатый вал приходится устанавливать в положение, когда он чуть не доходит до ВМТ на такте сжатия, затем давать ему здоровенный пинок, чтобы заставить его вращаться. Кроме того, есть проблема отдачи, которая проявляется, когда коленчатый вал установлен неправильно или когда на кик-стартер нажали недостаточно сильно. При этом усилия для того, чтобы поршень миновал такт сжатия, недостаточно, и он резко отскакивает назад из-за воздействия компрессии. При этом рычаг кик-стартера отпрыгивает назад и перекидывает вас через руль или ломает вам ногу. Некоторые одноцилиндровые двигатели оснащаются декомпрессором, предназначенным для облегчения запуска и уменьшения отдачи. Компания Honda разработала систему, в которой при нажатии на кик- стартер небольшой кулачок воздействует на выпускной клапан с целью немного приоткрыть его в ВМТ на такте сжатия. Это снижает усилие, необходимое для прокручивания коленчатого вала двигателя. Второй кулачок начинает работать, когда происходит отдача, также слегка приоткрывая выпускной клапан и снижая силу отдачи.

Правильная эксплуатация

Неправильная эксплуатация может погубить даже самый надежный мотор.

Продлить ресурс дизельного двигателя, и получать удовольствие от владения автомобилем вам поможет выполнение несложных правил:

  • дизельные двигатели с турбонаддувом очень требовательны к качеству масла и топлива. Заливайте только то масло, которое соответствует требованиям, установленным для вашего ДВС. Заправляйтесь только на проверенных АЗС;
  • проводите ТО топливной аппаратуры и системы предпускового подогрева в соответствии с заявленными производителем нормами. В этом случае у вас не возникнет проблем с запуском дизельного двигателя в холодное время года. Эксплуатация агрегата с неправильно работающей форсункой впоследствии может привести к дорогостоящему ремонту ДВС;
  • после активных поездок турбина нуждается в охлаждении. Не глушите мотор сразу же. Дайте ему поработать некоторое время на холостых оборотах;
  • избегайте запуска «с толкача». Такой способ оживления мотора может причинить большой вред кривошипно-шатунному механизму вашего ДВС.

Современные инновационные технологии и прогрессивный маркетинг позволяют людям выбирать из автомобилей, которые они могут себе позволить. Нам всё меньше приходится идти на компромисс и жертвовать отдельными параметрами. Особенно эта тенденция заметна в процессе эволюции дизельных автомобилей.

https://youtube.com/watch?v=iNPYfAR4b7k

Особенности и принцип работы 2т двигателя

Любой хозяин мототехники должен иметь представление о конструкции двигателя и принципе его функционирования. Силовой агрегат двухтактного типа применяется не только в мототехнике, но и в других технических устройствах – бензокосилках, триммерах и прочих. Несмотря на комплектацию многих моделей современной техники четырехтактниками, двухтактный мотор по-прежнему широко используется. Он прост в эксплуатации, удобен в обслуживании и ремонте, а также достаточно надежен.

Рабочий цикл такого двигателя осуществляется за пару тактов сжатия и рабочего хода в результате энергии от воспламенения топлива. Оба цикла осуществляются во время одного оборота коленвала. У двухтактного мотора отсутствует фаза впуска топливной смеси и выпускной цикл, характерные для четырехтактников. Процесс впуска топлива и выпуска отработанных газов происходит во время фаз сжатия и расширения.

Благодаря такой конструктивной особенности повышается крутящий момент и развиваемая мотором мощность при одинаковой с 4-тактным мотором кубатуре. И хотя КПД двухтактной силовой установки ниже по сравнению с четырехтактной, благодаря двухтактной работе поршня, элементы двигателя выполняют меньшее количество перемещений. При условии качественной смазки сопрягаемых деталей мотора, он имеет достаточно высокий ресурс эксплуатации и менее подвержен внутреннему износу.

Для функционирования двухтактника необходимо включить зажигание, обеспечить подачу топлива и прокрутить стартером или кикстартером коленвал двигателя.

Дальнейшая работа двухтактного мотора осуществляется по следующему алгоритму:

  • поршень начинает перемещаться в сторону свечи зажигания с нижней мертвой точки. В это время топливная смесь попадает в рабочую камеру цилиндра. Происходит открытие выпускного окна, предназначенного для выхода выхлопных газов, и рабочая смесь сжимается;
  • в начальной фазе цикла сжатия в камере кривошипно-шатунного механизма происходит перепад давления, способствующий поступлению новой порции бензина. В верхней фазе перемещения поршня происходит воспламенение рабочей смеси искрой от свечи;
  • возникшая в результате воспламенения бензина энергия заставляет поршень смещаться к нижней точке. Благодаря открытому каналу выпускного окна выходят отработанные газы через колено, соединенное с глушителем;
  • последующее перемещение поршня вызывает открытие продувочного канала и поступление бензина в рабочую зону цилиндра. Фаза смещения поршня к нижней точке завершает рабочий цикл мотора и цикл повторяется.

В процессе подачи бензина, перемешанного с маслом, происходит смазывание составных элементов силового агрегата. Этим отличается смазочная система двухтактного мотора от системы смазки четырехтактника, в котором имеется шестеренный насос для подачи масла в зону сопрягаемых частей мотора.

Масло смешанное с бензином осуществляют смазку в кривошипно-шатунном механизме

Виды газораспределительной системы

Так как продувочные окна в цилиндре порой располагаются на одном уровне, то газообмен внутри цилиндра затруднен, не весь объем цилиндра продувается свежей порцией воздушной смеси, и часть отработанных газов остается в цилиндре. Для того, чтобы сменить отработанные газы на свежую порцию воздуха более эффективно и быстро, существует конструктивные особенности поршня и расположения продувочных окон в цилиндре.  Различают несколько вариантов осуществления продувки цилиндров:

Контурная продувка

Контурная продувка в свою очередь делится на возвратно-петлевую, дефлекторную и высотную. Во всех этих видах есть один существенный недостаток: перерасход топлива из-за удаления несгоревшего топливного заряда во время продувки.

П- или Л-образная продувка

П- или Л-образная продувка более эффективная в плане экономии топлива, но при этом температура около выпускного окна значительно повышается. Конструктивная особенность в том, что для ее осуществления необходимы двухцилиндровое исполнение мотора. Одна пара цилиндр — поршень выступает в роли впускающих газы, а другая пара в роли выпускающая газы.

Клапанная или клапанно-щелевая продувка

Клапанная или клапанно-щелевая продувка в отличие от других видов требует наличия ГРМ, который управляется клапанами. Клапан может использоваться и для подачи заряда, и для удаления продуктов сгорания. При клапанно-щелевой продувке через клапан в головке цилиндра удаляются отработанные газы, а через окна (щели) поступает свежий заряд. Это уменьшает расход топлива и снижает токсичность отработанных газов, но усложняет конструкцию двигателя и может нарушить нормальный режим сгорания заряда из-за повышенной температуры.

Прямоточная продувка

Прямоточная продувка используется в двигателях с двумя поршнями, расположенными напротив друг друга в горизонтальном положении. В этом случае каждый поршень по ходу своего движения открывает и закрывает «свой» клапан: один поршень отвечает за впуск заряда, а второй – за удаление газов. Камерой сгорания в этом случае является пространство между поршнями. Этот вариант предусматривает наличие более сложного КШМ, а высокая температура внутри цилиндров требует дополнительного охлаждения и более прочных элементов. В то же время, это наиболее эффективный способ продувки, который обеспечивает полное удаление отработанных газов с минимальными потерями топливного заряда.

Как собирают двигатели V12 Lamborghini

Чуть более десяти лет назад сборочная линия двигателей V12 Ламборгини была похожа на цветную версию старых черно-белых фотографий из музея компании. Гудело несколько фрезерных станков, выплевывая белую жидкость? и мужчины средних лет с пятидневной щетиной зачищали от заусенцев только что изготовленные части. Так было, пока компания не стала частью Audi.

Джузеппе Марескалчи работает в Ламборгини с 1982 года и видел все взлеты и падения маленьких суперкаров. За это время компания четырежды сменила владельцев, но ее автомобили все равно оставались легендарными. Сейчас Марескалчи руководит сборочной линией двигателей для Aventador и показывает нам полностью модернизированный производственный процесс V12. Он приветлив и явно гордится своей продукцией, которая составляет 5 огнедышащих шести-с-половиной-литровых V12 в день. Двигатель V10 для нового Huracan приезжает из Венгрии полностью готовым? и это очень хороший двигатель. Просто немного не похоже на то, что должно быть сделано именно в Италии.

Марескалчи улыбается, вспоминая то, что было еще 12 лет назад. Фрезерных станков больше нет? и двигатель поступает в виде компонентов, сразу готовых к сборке. Плоский экран монитора висbт над линией, показывая отсчет для пяти ежедневно необходимых по расписанию двигателей. Фабрика действительно очень сильно изменилась? и теперь тут никто не бегает с бумажками.

На первом посту алюминиевый блок встречается с поршнями и коленвалом. Угол развала V-образного двигателя и порядок зажигания 691-сильного V12 Aventador отсылают к прошлому, но между ними нет ничего общего. Каждый поршень соединяется коротким шатуном с коленвалом, который способен легко раскручиваться до 8250 оборотов в минуту на пиковой мощности. Вокруг абсолютная чистота, а вся сборка происходит в замкнутом помещении с климат-контролем — так называемой «чистой комнате», точно такой же, как разрекламированная Ниссан для сборки твин-турбового V6.

На следующем посту — клапаны и пружины. Направляющие клапанов установлены заранее для оптимизации времени сборки. Босс смотрит на экран и трогает зазевавшегося фотографа — ежедневная норма в 3500 лошадиных сил должна быть выполнена.

После сборки головы двигатель скользит к следующему посту на кране. Мы несколько замедлили процесс и затормозили всю линию

Еще десять лет назад вряд ли кто-то вообще обратил на это внимание, но сейчас — строгий график и часы судного дня ведут неумолимый отсчет. Установка пучка проводов электроники, «сантехника» прямого впрыска, и собранный двигатель направляется на встречу с семиступенчатой коробкой передач

Вся конструкция — около двух метров и кажется такой большой, что можно устанавливать только на автобус. Это готовый Lamborghini V12.

В конце линии динамометрический стенд, для проверки каждого V12 на соответствие заявленным лошадиным силам. Все выходят из комнаты и контролируют цикл испытаний на экране компьютера. Монитор показывает таблицу последних двеннадцати двигателей, и у каждого более 700 лошадиных сил. У самого «удачного» — 718. Компьютер определяет новые показания — 738 сил, и мы задаем вопрос Марескалчи через переводчика. Ответ перевода не требует — «Super Veloce.»

Возможно, конечно, что все заусенцы были заранее сточены до нашего приезда, но более вероятно, что призраки прошлого производства изгнаны. Сборка V12 идет эффективно и без суеты (при условии, что вокруг не шныряют журналисты, переводчики и фотографы). Думаю, именно такая работа Марескалчи нравится больше всего.

Подведем итоги

В общем и целом, двухтактные дизели будут развиваться и совершенствоваться. Равно, как и роторно-поршневые ДВС, они считаются недоработанными. Однако в скором будущем они займут свою нишу в автомобилестроении. Уже сегодня они используются в авиации и на крупных промышленных и военных судах. Это надежный и относительно неприхотливый мотор, который при должном обслуживании будет работать исправно. В это же время он не лишен и проблем. К примеру, остро стоит вопрос охлаждения и смазки. Еще более важным является вопрос экологии. Необходима сложная система фильтрации для достижения экологических норм. По этой простой причине массовое производство, использование таких моторов на всех типах авто затруднительно и пока не представляется возможным. Но улучшение системы очистки отработавших газов способно решить эту проблему и приведет к тому, что двухтактные моторы будут широко распространены.

Двухтактный дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Топливо-воздушная смесь сгорает за 2 движения поршня. Цикл завершается всего за 1 оборот коленвала. Такие показатели кажутся впечатляющими, однако существует несколько особенностей работы агрегата, о которых стоит узнать подробнее.

Главным достоинством такого мотора можно считать меньший расход топлива в сравнении с бензиновыми агрегатами. Это происходит за счет одной из особенностей дизельного топлива. Оно плотнее бензина, поэтому при сгорании дает на 15% энергии больше. Это обеспечивается более длинной цепочкой углеродов. Кроме того, технические характеристики таких двигателей стоят наравне с показателями аналогичных двигателей.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий