Неисправности дизельных двигателей

Неисправности дизельных двигателей (часть I)

Дизельный двигатель плохо заводится

Прежде чем читать этот раздел, Вам необходимо ответить на следующие вопросы:

Двигатель заводится плохо «на горячую» или «на холодную»?
В каком состоянии он заводится хуже?
Трясется при этом или нет?
Слышны ли щелчки реле включения нагрева свечей после включения зажигания?
Какова длительность между первым, вторым и третьим щелчками?
Держит ли он после запуска холостые обороты?

Это основные вопросы диагностики, но после ответа на них возникнут новые.

Чтобы правильно сформулировать вопросы и ответить на них, кроме знания материальной части, необходимо и наличие определенного опыта. Прим. По всем вопросам, связанным с ремонтом автомобиля, обращайтесь в наш автосервис, где ваш автомобиль пройдет качественную диагностику и, в случае необходимости, качественный и, проведенный в разумные сроки, ремонт.

Наиболее распространенная причина плохой заводки дизельного двигателя — плохая компрессия. В данном случае двигатель плохо заводится «на холодную» и чуть лучше «на горячую», причем заводится не резко, взрывом, а «вдогонку». Плохая компрессия, кроме плохой заводки двигателя, вызывает еще несколько неприятных явлений. Двигатель трясется, неровно работает из-за того, что снижение компрессии, вызванное износом двигателя, всегда неравномерно по цилиндрам. Двигатель дымится сизым дымом несгоревшего дизельного топлива, которое к тому же было плохо распылено. Двигатель весь в потеках масла, поскольку снижение компрессии вследствие износа вызывает интенсивный прорыв сгоревших газов в картер. В результате в картере начинает увеличиваться давление, так как система вентиляции не рассчитана на слишком большой объем картерных газов, а это давление выдавит масло через любые прокладки и сальники.

Есть еще и снижение мощности, и большой расход топлива, и повышенный шум и т.д. Со всем этим еще как-то можно мириться, но повышенный расход моторного масла. Мало того, что накладно постоянно покупать и доливать масло, при большом его расходе еще и повышается вероятность того, что мотор может остаться без масла. Основная причина снижения компрессии — износ поршневой группы.

Обычно сильнее всего изнашивается зеркало цилиндра, а поршневые кольца, как правило, вполне работоспособны, но уплотнить зазор цилиндр — поршень они не могут из-за сильного износа цилиндра. Иногда попадают в ремонт двигатели, у которых ступенька на зеркале цилиндра достигает 1 мм. Но за многие годы, ремонтируя бензиновые японские двигатели, мы ни разу не видели ступеньки на зеркале цилиндра в месте, где при движении поршня останавливается верхнее поршневое кольцо. А вскроешь дизельный двигатель — эта ступенька обязательно есть. Вы скажете, у дизельных двигателей степень сжатия сильнее, нагрузки на все детали выше, вот и результат. Может быть, это и так, но ведь давление при сжатии в камере сгорания — ничто по сравнению с давлением в той же камере сгорания после вспышки топлива.

Очевидно, что сравнительно быстрый износ зеркала цилиндра в дизельных двигателях вызван содержанием серы в соляре. Эта сера вместе с водой, которая всегда есть во всасываемом воздухе, образует серную кислоту, под воздействием которой зеркало чугунного цилиндра начинает корродировать. Непрочные продукты коррозии снимаются поршневыми кольцами — вот и износ. Обычно двигатели с пробегом около 100 тыс. км, только что прибывшие из Японии, имеют очень маленькую ступеньку, а пробежит автомобиль у нас около 50 тыс. км — износ уже почти предельный. Исходя из этого, мы и сделали вывод, что это напрямую связано с плохим топливом, вернее, с большим содержанием в нем серы.

При частичных разборках двигателя, например, при съеме головки блока цилиндров, износ гильзы можно увидеть и пощупать. Возникает вопрос, можно ли при таком износе ездить?

Мы на него отвечаем, проделав следующее:

Берем поршневое кольцо этого двигателя и помещаем его в гильзу в самой верхней его части, где износа почти нет. Просто верхнее поршневое кольцо не доходило до этого места.
Измеряем ширину зазора в кольце, после чего опускаем кольцо так, чтобы оно оказалось в месте наибольшего износа цилиндра.
Снова измеряем зазор в кольце. Известно, что в рабочем дизельном двигателе зазор в замке кольца должен быть 0,15-1,00 мм. В некоторых моделях допускается даже 1,50 мм. Но это предел. Что же мы имеем? Допустим, вверху зазор был в норме — 0,40 мм. А в месте выработки он стал 2 мм, что превышает допустимые значения, и данный цилиндр надо растачивать.
У вас нет требуемого компрессионного кольца? Тогда можно замерить диаметры вверху и внизу. После чего вычислите длину соответствующих окружностей (Ld) и считайте цилиндр нормальным, если разница между полученными величинами будет менее 1 мм.
Кроме того, можно измерить весь цилиндр по всей его длине в двух направлениях и сравнить полученные данные с техническими требованиями на ваш двигатель. Если этих данных у вас нет, то исходите из того, что физические процессы во всех дизелях одни и те же, а значит, и предельные зазоры должны быть примерно одинаковы.

В случае если двигатель плохо заводится, надо измерить компрессию, которая у полностью исправного двигателя составляет около 30 кг/см2. Замерять компрессию легче всего через свечные отверстия, хотя можно вывернуть и форсунки, и, если дизель исправен, компрессия получается выше 30 кг/см2, происходит вспышка (при условии, что форсунка хорошо распыляет). Например, мы замеряли компрессию сравнительно нового двигателя 2LT. Первый цилиндр, первый такт — 16 кг/см2, второй — 24 кг/см2, третий — вспышка, компрессометр отбрасывает, а манометр с пределом 35 кг/см2 зашкаливает. Второй цилиндр — то же самое. А третий и четвертый ведут себя по-другому. На манометре третьего такта по 32 кг/см2, а вспышки нет. Снимаем форсунки, видим, что на первом и втором цилиндрах они «живые», а на третьем и четвертом откровенно «льют».

Дизельный двигатель терпимо заводится при снижении компрессии до 24 кг/см2. Что происходит при снижении компрессии? Снижается температура сжатого воздуха, и, в конце концов, вспышки топлива не происходит. Если двигатель горячий, на улице жара, свечи накаливания исправны, двигатель может завестись и при 22 кг/см2. Когда же вы тянете его на буксире, пытаясь завести с толкача, вы просто-напросто увеличиваете частоту вращения коленчатого вала, воздух из-под поршней не успевает протекать через плохое уплотнение поршень — цилиндр, в результате повышается температура сжимаемого воздуха. Того же эффекта можно добиться, правда, с риском сжечь стартер, если подать на этот стартер не 12 вольт, как положено, а 24, т.е. соединив два аккумулятора последовательно.

Известен способ повышения компрессии путем заливки масла в цилиндры дизельного двигателя. Делается это так: выворачиваются свечи накаливания, и в каждое отверстие заливается несколько столовых ложек масла (если чуть больше — не страшно). Потом на двигатель набрасывается тряпка, и включается стартер (проследите за тем, чтобы провод, подходящий к свечам накаливания, не был замкнут на корпус). За два-три оборота двигателя все лишнее масло будет выброшено наружу, и, после того как вы поставите на место свечи и запустите двигатель, не будет гидроклина, то есть не произойдет «утыкания» поршней.

Итак, если у вас компрессия меньше 24 кг/см2, двигатель нужно ремонтировать. Замена поршневых колец ничего не даст, надо восстанавливать гильзы. Специалисты на заводах обычно берутся за такую работу. Блок растачивают, впрессовывают новую гильзу и растачивают цилиндр под размер существующего поршня. Новую гильзу можно взять от какого-нибудь отечественного двигателя, а можно сделать и чугунную отливку. После такого ремонта, если вы к тому же выполните условия обкатки на протяжении не менее 10 000 км, у вас долго не будет проблем с заводкой автомобиля. Практически, у вас будет новый двигатель. Поршень (с шатуном) в расточенный цилиндр должен опускаться или под собственным весом, или от легкого толчка рукой — это надо проверить при сборке двигателя. В противном случае надо будет обкатывать автомобиль еще дольше. Вторая причина снижения компрессии — разрушение поршня.

Самое любопытное, что предыстория этой поломки была у всех одинаковой. Водитель заправляет автомобиль плохим дизельным топливом, потом садится за руль и начинает обгонять всех подряд. Да, дизельный «Crown» может двигаться по шоссе со скоростью 180 км/час, но его топливный насос высокого давления в этом случае работает на пределе возможного.

Плохое качество топлива еще больше повышает вероятность выхода двигателя из строя. Чаще всего первыми начинают нечетко работать напорные клапаны. В результате в камеры сгорания подается слишком бедная топливная смесь, т.к. часть топлива не отсекается напорным клапаном, а летит обратно под плунжер. К тому же условия смесеобразования в камерах сгорания на больших оборотах двигателя очень плохие, и это еще более усугубляет ситуацию. Если же ко всему этому добавить ограниченное поступление топлива из-за засорения топливных фильтров, нечеткую работу форсунок и низкое цетановое число нашей солярки, то становится непонятным, как вообще дизели все это терпят.

Читать еще: Щелчки при запуске двигателя опель вектра а

Дизельный двигатель

Описание конструкции

Дизельный двигатель — это двигатель с возвратно-поступательным движением поршней, имеющий такую же базовую конструкцию и рабочий цикл, что и бензиновый двигатель. Главное отличие между дизельным двигателем и бензиновым двигателем заключается в используемом топливе и способе воспламенения топлива для обеспечения его сгорания.

В дизельных двигателях для зажигания воздушно-топливной смеси в камере сгорания используется теплота сжатия. Такое зажигание выполняется с использованием высокого давления сжатия и дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания под очень высоким давлением. Комбинация дизельного топлива и высокого давления сжатия обеспечивает самовоспламенение, позволяющее начать цикл сгорания.

Блок цилиндров

Блоки цилиндров дизельного и бензинового двигателя аналогичны друг другу, но в их конструкции имеются некоторые различия. В большинстве дизельных двигателей используются гильзы цилиндров, а не цилиндры, выполненные как часть блока. При использовании гильз цилиндров может быть выполнен ремонт, позволяющий эксплуатировать двигатель в течение длительного времени. На тех дизельных двигателях, в которых не используют гильзы цилиндров, стенки цилиндра толще, чем стенки на бензиновом двигателе с аналогичным рабочим объемом. Для увеличения опорной поверхности коленчатого вала дизельные двигатели имеют более тяжелые и более толстые коренные перемычки.

Мокрые гильзы цилиндров

Мокрые гильзы цилиндров, используемые в дизельных двигателях, аналогичны используемым в бензиновых двигателях. Физические размеры гильз могут отличаться, чтобы соответствовать рабочим условиям дизельного двигателя.

Коленчатый вал

Коленчатый вал, используемый в дизельных двигателях имеет конструкцию, аналогичную конструкции коленчатого вала на бензиновых двигателях, но с двумя отличиями:

• Коленчатые валы дизельных двигателей обычно кованые, а не литые. Ковка делает коленчатый вал более прочным.
• Шейки коленчатого вала дизельного двигателя обычно больше по размеру, чем шейки коленчатого вала бензинового двигателя.
Увеличение шеек позволяют коленчатому валу выдерживать большие нагрузки.

Шатуны, используемые в дизельных двигателях, обычно изготавливаются из кованной стали. Шатуны дизельных двигателей отличаются от шатунов бензиновых двигателей тем, что крышки смещены и имеют мелкие зубья на поверхности сопряжения с шатуном. Конструкция со смещением и мелкими зубьями помогает удерживать крышку на месте и уменьшает нагрузку на болты шатуна.

Поршни и поршневые кольца

Поршни, используемые в дизельных двигателях, предназначенных для работы в легких условиях, выглядят аналогично поршням, используемым в бензиновых двигателях. Дизельные поршни тяжелее чем поршни бензиновыхдвигателей, потому что дизельные поршни обычно изготавливаются из кованной стали, а не из алюминия, и больше внутренняя толщина материала.

Компрессионные кольца, используемые в дизельных двигателях, обычно изготавливаются из чугуна и часто покрываются хромом и молибденом, что позволяет уменьшить трение.

Головка цилиндров

Внешне головка цилиндров дизельного двигателя во многом выглядит подобно головке цилиндров бензинового двигателя. Но имеется много внутренних конструктивных различий, которые делают дизельные двигатели иными, оригинальными.

На дизельном двигателе сама головка цилиндров должна быть намного более прочной и более тяжелой, чтобы выдержать большие тепловые нагрузки и воздействие давления. Конструкция камеры сгорания и воздушные каналы на дизельных двигателях могут быть более сложными, чем на бензиновом двигателе.

В дизельных двигателях используются несколько конструкций камер сгорания, но две конструкции наиболее распространены: неразделенная камера сгорания и вихревая камера.

Конструкция с неразделенной камерой сгорания

Наиболее распространенный тип камеры сгорания для дизельного двигателя — это неразделенная камера, также известная как камера сгорания с прямым впрыскиванием. В неразделенной конструкции обеспечение турбулентности (завихрения) впускаемого воздуха происходит за счет формы канала впуска воздуха. Топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания.

Конструкция с вихревой камерой

В конструкции с вихревой камерой используются по две камеры сгорания для каждого цилиндра. Главная камера соединяется узким каналом с меньшей по размеру вихревой камерой. В вихревой камере находится топливная форсунка. Вихревая камера предназначается для обеспечения начала процесса сгорания. Впускаемый воздух вводится в вихревую камеру через узкий канал. Затем в вихревую камеру впрыскивается топливо, и образуемая смесь загорается. После этого горящая смесь входит в главную камеру сгорания, где и заканчивает свое горение, заставляя поршень перемещаться вниз.

Клапаны и седла клапанов

Клапаны дизельного двигателя изготавливаются из специальных сплавов, которые способны хорошо работать при высоком теплообразовании и давлении, характерным для дизельного двигателя. Некоторые клапаны частично заполняются натрием, который помогает отводить тепло. Большой процент от тепла передается от головки клапана седлу клапана. Для обеспечения соответствующей теплопередачи особое внимание должно быть уделено ширине седла клапана.

Широкое седло клапана имеет преимущество, заключающееся в способности передавать большее количество тепла. Однако, широкое седло клапана имеет и большую возможность накопления отложений нагара, которые могут стать причиной протечек в клапане. Узкое седло клапана обеспечивает лучшее уплотнение, чем широкое седло клапана, но не передает такое же количество тепла. В дизельном двигателе необходим компромисс между широкими и узкими седлами клапанов.

В дизельных двигателях часто используются вставные седла клапанов. Вставки имеют преимущество, заключающееся в возможности их замены. Вставные седла клапанов изготавливаются из специальных металлических сплавов, которые выдерживают воздействие тепла и давления дизельного двигателя.

Система подачи топлива

Обычная конструкция

В обычной системе подачи дизельного топлива топливо вытягивается из топливного бака, отфильтровывается и подается к насосу высокого давления. Топливо под высоким давлением доводится до требуемого давления и подается к топливному коллектору, который питает топливные форсунки. Система управления впрыскиванием в соответствующие моменты времени активизирует форсунки, которые на ходе сжатия поршня впрыскивают топливо для его последующего сгорания.

Конструкция с общим топливным коллектором («Common rail»)

В дизельных двигателях с общим топливным коллектором используются независимые системы создания давления топлива и впрыскивания топлива. Топливный насос высокого давления вытягивает топливо от бака и подает его через регулятор давления к общему топливному коллектору. Насос высокого давления состоит из перекачивающего насоса низкого давления и камеры высокого давления. Впрыскивание топлива управляется модулем управления силовым агрегатом (РСМ) и модулем управления форсунками (IDM), который регулирует продолжительность открытого состояния форсунок в зависимости от рабочих условий двигателя.

В конструкции с общим топливным коллектором уровень токсичности отработавших газов значительно уменьшен и минимизирован шум при работе. Все это следствие большего управления процессом сгорания. Регулировка давления топлива и фазы работы форсунок управляются ЮМ и РСМ. Также изменена конструкция форсунки, которая теперь позволяет выполнять предварительное(пред-впрыскивание)и заключительное (пост-впрыскивание) впрыскивание топлива на различных стадиях хода сжатия и рабочего хода.

Улучшенное управление подачей топлива позволяет обеспечивать более чистое, более устойчивое сгорание и создавать требуемое давление в цилиндрах. Это оказывает влияние на уменьшение токсичности выхлопа и шума при работе.

Система смазки

Система смазки, используемая в дизельных двигателях, по принципу действия аналогична системам бензиновых двигателей. Большинство дизельных двигателей имеют маслоохладитель того или иного типа, помогающий отводить тепло от масла. Масло течет под давлением по каналам двигателя и возвращается к картеру двигателя.

Смазочное масло, используемое в дизельных двигателях, отличается от масла, используемого в бензиновых двигателях. Специальное масло необходимо по той причине, что при работе дизельного двигателя происходит большее загрязнение масла, чем в бензиновом двигателе. Высокое содержание углерода в дизельном топливе заставляет масло, используемое в дизельных двигателях, изменять свой цвет вскоре после начала его использования. Должно использоваться только такое моторное масло, которое предназначено специально для дизельных двигателей.

Система охлаждения

Система охлаждения дизельного двигателя обычно имеет больший заправочный объем, чем система охлаждения бензинового двигателя. Температура внутри дизельного двигателя должна тщательно контролироваться, потому что для самовоспламенения топлива используется тепло.

Если температура двигателя слишком низкая, возникают следующие проблемы:

• Повышенный износ
• Плохая экономия топлива
• Скапливание воды и отстоя в картере двигателя
• Потеря мощности

Если температура двигателя слишком высокая, возникают следующие проблемы:

• Повышенный износ
• Задиры
• Детонация
• Прогорание поршней и клапанов
• Проблемы со смазкой
• Заклинивание движущихся частей
• Потеря мощности

Система впрыскивания топлива

Дизельный двигатель работает по принципу самовоспламенения. Впускаемый воздух и топливо сжимаются в камере сгорания так сильно, что молекулы нагреваются и загораются без помощи внешней искры зажигания. Степень сжатия дизельного двигателя намного выше, чем степень сжатия бензинового двигателя. Значение степени сжатия в дизельных двигателях с прямым забором воздуха равняется приблизительно 22:1. Турбодизельные двигатели имеют степень сжатия в диапазоне 16.5-18.5:1. Создается давление сжатия, и температура воздуха возрастает приблизительно с 500 °С до 800 °С (от 932 °F до 1 472 °F).

Дизельные двигатели могут работать только с системой впрыскивания топлива. Смесеобразование происходит только в фазе впрыскивания и сгорания топлива.

В конце хода сжатия топливо впрыскивается в камеру сгорания, где оно смешивается с горячим воздухом и загорается. Качество этого процесса сгорания зависит от качества смесеобразования. Т.к. топливо впрыскивается столь поздно, оно не имеет много времени для смешивания с воздухом. В дизельном двигателе соотношение «воздух -топливо» постоянно поддерживается на уровне больше чем 17:1, таким образом обеспечивается сгорание всего топлива. За более подробной информацией обратитесь к публикации «Работа двигателя и его систем».

Читать еще: Что такое тип двигателя и его объем

Устройство современного двигателя

РАБОТА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Работа дизельного двигателя, а точнее его рабочий цикл состоит из четырех постоянно повторяющихся тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

В начале работы дизельного двигателя в цилиндр поступает воздух. Воздух начинает сжиматься с очень высокой степенью сжатия, это приводит к повышению давления и соответственно температуры. В конце такта сжатия в определенное время в нагретый воздух происходит впрыск дизельного топлива с помощью специального устройства —форсунки. Дизельное топливо от соприкосновения с горячим сжатым воздухом самовоспламеняется, поэтому вы наверно слышали, дизельный двигатель так и называют двигатель с воспламенением от сжатия. Рабочая смесь в таком двигателе образуется непосредственно в цилиндре.

Работа дизельного двигателя на такте впуска.

Поршень движется от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Во время этого такта в цилиндре создается разрежение. Впускной клапан открывается и происходит наполнение чистым воздухом (очистку воздуха обеспечивает воздухоочиститель). В цилиндре остаются отработавшие газы, которые смешиваются с воздухом. Во время такта впуска давление воздуха в цилиндре может колебатся от 80 до 90 кПа, а температура где-то от 50 до 75 градусов.

Работа дизельного двигателя во время такта сжатия.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом впускной и выпускной клапаны находятся в закрытом положении. Объем воздуха уменьшается, а давление пропорционально увеличивается, при этом увеличивается и температура. Давление воздуха может составлять 3,5 МПА, а температура держится на уровне 650-700 градусов. Чтобы обеспечить надежную раюоту двигателя необходимо, чтобы температура была значительно выше температуры самовоспламенения дизельного топлива.

Работа дизельного двигателя во время такта рабочего хода.

При такте расширения, так его еще называют. Оба клапана находятся в закрытом состоянии. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке в горячий и сжатый воздух впрыскивается мелко распыленное, дисперсное дизельное топливо давление составляет 20—22 МПа. Это давление нагнетает топливный насос. Топливо поступает в цилиндр, перемешиваясь с воздухом нагревается, далее испаряется и воспламеняется. При сгорании топлива в цилиндре давление составляет около 6-8 Мпа, а температура 1800-200 градусов. Образовавшиеся газы действуют на днище поршня и перемещают его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Этот такт совершает работа, поэтому он считается основным тактом рабочего цикла.

Работа дизельного двигателя во время такта выпуска.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом открыт выпускной клапан, через который вытесняются отработавшие газы из цилиндра. Давление при такте пуска составляет 110-120 кПа, а температура, 600-700 градусов.

Почему нужно знать, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе

Компрессия дизельного двигателя является основным показателем его исправности. Компрессией называют максимальное значение давления, создаваемого в цилиндре, при нахождении поршня в ВМТ (верхней мертвой точке). Конструктивные особенности дизельных движков таковы, что малейшее отклонение компрессии от нормы приводит к сбоям в работе силового агрегата.

Заниженный показатель давления влечет за собой полный отказ в работе цилиндра. При возникновении сбоев или запуске дизеля и в работающем моторе необходимо производить тщательную проверку компрессии. Диагностика давления производится согласно инструкции, приложенной к прибору.

Технические характеристики двигателей внутреннего сгорания содержат информацию о конструктивном параметре — степени сжатия, который является постоянной величиной. Степень сжатия дизельного двигателя представлена в виде соотношения объемов цилиндра при расположении поршня в НМТ (нижней мертвой точке) и в ВМТ соответственно.

Определить степень сжатия можно путем деления величины объема цилиндра на объем камеры сгорания. Результат, полученный после деления, указывает во сколько раз уменьшается объем топливовоздушной смеси при перемещении поршня из нижней точки в ВМТ.

Основной характеристикой работы дизеля является именно компрессия в цилиндрах, потому что только при достижении рабочего давления определенного значения температура сжатого воздуха повышается и происходит воспламенение топливовоздушной смеси.

Описание признаков снижения компрессии

В процессе эксплуатации дизеля компрессия склонна к снижению вследствие постепенного износа его деталей и узлов. Величина давления отображает состояние элементов, входящих в состав дизельного мотора.

Проблемы, возникающие по причине пониженной компрессии, имеют следующие признаки:

Возникновение трудностей при запуске двигателя.
Плохое зажигание.
Скачки в работе движка, плавают обороты.
Троение дизеля, вызванное отказом одного или нескольких цилиндров.
Шумная работа мотора вследствие формирования и последующих микровзрывов избыточных топливных испарений в силовом агрегате.
Снижение мощности дизеля.
Возрастание давления в системе охлаждения.
Появление потоков масла снаружи двигателя.
Увеличение расхода дизтоплива почти в два раза.
Нагрев силового агрегата.
Появление синего дыма, выходящего из выхлопной трубы при запуске мотора.

Возникновение хотя бы одного из перечисленных признаков вызывает необходимость проверки давления сжатого воздуха в цилиндрах.

Уровень проверяемого показателя давления опосредованно информирует о высоте температуры сжатого воздуха, вследствие чего становится понятно, возможно ли запустить двигатель. Повышение температуры сжатого воздуха до необходимого уровня возможно только при обеспечении достаточного давления в цилиндрах.

Определение нормы компрессии дизеля

Автовладельцы часто задаются вопросом, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе. Норма давления сжатого воздуха в цилиндрах дизеля более высокая в сравнении с бензиновыми моторами. Запуск дизельного движка происходит при достижении давления более 22 кг/см3.

Сжатие воздушно-топливной смеси приводит к интенсивному нагреву воздуха свыше 300 ˚С и вспышке впрыснутого дизельного топлива. Наиболее предпочтительным для успешного воспламенения топлива является значение компрессии 20-32 кг/см3.

Уменьшение поршневого давления приводит к снижению температуры сжатого воздуха в камерах сгорания, что является помехой для воспламенения дизтоплива и запуска двигателя особенно в зимнее время.

Владельцам современных автомобилей с дизельным двигателем необходимо обладать информацией о величине давления, при котором холодный мотор заведется при низкой температуре в окружающей среде:

меньше 28 кг/см3 — дизель заведется только при морозе, слабее чем минус 15˚С;
от 20 до 30 кг/см3 — до минус 20˚С;
более 32 кг/см3 — минус 25˚С;
36 кг/см3 — до минус 30˚С;
37–40 кг/см3 — минус 35˚С.

Данные приведены в расчете на то, что все системы автомобиля, участвующие в запуске мотора, находятся в отличном состоянии.

Причины, вызывающие понижение давления в цилиндрах

Если в результате проверки выяснилось, что компрессия в дизельном двигателе занижена, то чтобы ее повысить, необходимо произвести комплексную проверку и выяснить причины, вызвавшие этот дефект. Причинами низкого давления в цилиндрах дизельного мотора являются следующие факторы:

неисправности поршня;
залегание компрессионных колец;
задиры и сколы на стенках цилиндров;
трещины в блоке цилиндров;
отказ прокладки блока цилиндров, появление неровностей на прилегающей поверхности;
нарушение герметичности корпуса двигателя, образование трещин;
возникновение слоев нагара внутри силового агрегата вследствие использования топлива плохого качества;
отказ клапанов в следствие прогорания или неправильной настройки.

Показатель компрессии находится в прямой зависимости от степени изношенности деталей, входящих в поршневую группу, от клапанов и зазоров, отвечающих за температуру сжатого воздуха, установленных при их регулировке.

При выявленных дефектах в поршне или компрессионных кольцах нужно ремонтировать всю поршневую группу. Чтобы увеличить давление при выявлении задиров на цилиндрах, необходимо произвести шлифовку стенок или замену всего блока цилиндров.

Изношенные и прогоревшие клапаны нуждаются в замене и последующей настройке. Неверная регулировка клапанов является причиной неравномерной компрессии в цилиндрах.

Проведение комплексной проверки дизельных моторов является обязательным мероприятием для предупреждения окончательного отказа мотора.

Состояние всех элементов двигателя влияет на уровень компрессии. Снижение этого показателя говорит о сильном износе механизмов силового агрегата. При проведении комплексной диагностики всегда измеряется уровень давления сжатого воздуха в цилиндрах дизельных моторов.

Алгоритм замера давления в цилиндрах

Проверять компрессию необходимо после тщательного прогрева движка. При проведении замеров давления в поршнях используется прибор под названием компрессометр, имеющий специальную шкалу манометра для вывода информации и резьбу, рассчитанную на вкручивание вместо свечей накаливания или форсунок.

Последовательность действий состоит в выполнении следующих операций:

Снятие свечи накаливания или форсунки с одного из цилиндров.
Установка измерительного прибора на место снятой свечи или форсунки.
Проворачивание коленчатого вала при помощи стартера.
Фиксирование полученного результата.
Замер давления в остальных цилиндрах производится подобными действиями.
Сверка полученных результатов.
Добавление 50 мл масла в каждый поршень при помощи медицинского шприца.
Прокручивание мотора при снятых свечах при помощи стартера.
Новый замер компрессии.
Возрастание данного показателя свидетельствует о проблемах, возникших в поршневой группе.
Если давление осталось неизменным, то необходимо производить ремонт и регулировку в клапанном механизме.

Читать еще: Датчик температуры двигателя гранта своими руками

Для получения реальных результатов при проведении контрольных замеров необходимо обеспечить необходимое количество оборотов коленчатого вала, равное 200–250 оборотов в минуту.

Что делать при усиленном снижении компрессии дизельного двигателя?

При выявлении сниженной компрессии необходимо обратиться к специалистам с целью проведения тщательной диагностики силового агрегата. Серьезное снижение данного показателя при большом пробеге свидетельствует об износе элементов и необходимости их замены с последующими профессиональными регулировками на специальных стендах.

Если в одном из цилиндров давление занижено в сравнении с остальными, то придется производить переборку всего двигателя. Разное значение компрессии исчезнет только после замены всей поршневой группы.

Сборка и ремонт дизельных двигателей обходятся намного дороже вследствие технологических особенностей. Требования к величине компрессии объясняются тем, что воспламенение дизельного топлива при холодном запуске происходит только при заданной величине этого показателя.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ЦИЛИНДРЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателесроению и, в частности, к системе питания дизельного двигателя внутреннего сгорания. Устройство для подачи воздуха в цилиндры дизельного двигателя внутреннего сгорания, состоящее из трубопроводов, впускных и выпускных клапанов (11,12), и обратных клапанов (7, 50), отличающееся тем, что содержит пневмоаккумулятор (2) с поршнем (4) и пружиной (5), блок эжекторов (33), состоящий из эжекторов (45, 46, 47, 48), расположенных соосно один за другим для создания разряжения в подпоршневом (44) пространстве пневмоаккумулятора (2), трубопровод (24), по которому отработавшие газы поступают в блок эжекторов, и блок клапанного устройства (21) для управления работой пневмоаккумулятора (2)с клапаном (22), соединяющим подпоршневое (44) пространство пневмоаккумулятора с блоком эжекторов (33) через створчатые клапаны (39, 40, 41), и с клапаном (25), соединяющим воздухоочиститель (1) с подпоршневым пространством пневмоаккумулятора (44), а на одном торце пружины пневмоаккумулятора (44) установлены регулировочные прокладки (49). Техническим результатом является создание экономичного и надежного устройства для подачи воздуха в д.в.с. при такте «впуск». 2 ил.

Устройство для подачи воздуха в цилиндры дизельного двигателя внутреннего сгорания, состоящее из трубопроводов, впускных и выпускных клапанов, и обратных клапанов, отличающееся тем, что содержит пневмоаккумулятор с поршнем и пружиной, блок эжекторов, состоящий из эжекторов, расположенных соосно один за другим для создания разряжения в подпоршневом пространстве пневмоаккумулятора, трубопровод, по которому отработавшие газы поступают в блок эжекторов, и блок клапанного устройства для управления работой пневмоаккумулятора с клапаном, соединяющим подпоршневое пространство пневмоаккумулятора с блоком эжекторов через створчатые клапаны, и с клапаном, соединяющим воздухоочиститель с подпоршневым пространством пневмоаккумулятора, а на одном торце пружины пневмоаккумулятора установлены регулировочные прокладки.

Изобретение относится к двигателестроению и, в частности, к подаче в цилиндры дизельного двигателя внутреннего сгорания (д.в.с.) под избыточным давлением очищенного воздуха.

Известно устройство для подачи воздуха в цилиндры д.в.с.(Михайловский Е.В. Устройство автомобиля. — М. Машиностроение, 1981, стр.152-153 рис.96, рис.97), содержащее впускной и выпускной трубопроводы, воздухоочиститель, клапаны впускные и выпускные.

Недостаток — небольшая масса воздуха, поступающего в цилиндр д.в.с. при такте «впуск».

Известно устройство для подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания (см. SU №715816 А1 опублик. 15.02.1980), использующее для подачи дополнительного воздуха в камеру сгорания ресивер, турбокомпрессор и механизм управления. Недостатками указанного устройства является сложность изготовления, наличие вращающихся деталей, снижающих надежность работы и потери мощности д.в.с., связанные с приводами компрессоров и дополнительных устройств.

Целью изобретения и его техническим результатом является создание экономичного и надежного устройства для подачи воздуха в д.в.с. при такте «впуск», без использования вращающихся деталей для создания давления.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройство для подачи воздуха в цилиндры дизельного двигателя внутреннего сгорания, состоящее из трубопроводов, впускных и выпускных клапанов, и обратных клапанов включаются пневмоаккумулятор с поршнем и пружиной, блок эжекторов, состоящий из эжекторов, расположенных соосно один за другим для создания разряжения в подпоршневом пространстве пневмоаккумулятора, трубопровод, по которому отработавшие газы поступают в блок эжекторов, и блок клапанного устройства для управления работой пневмоаккумулятора с клапаном, соединяющим подпоршневое пространство пневмоаккумулятора с блоком эжекторов через створчатые клапаны, и с клапаном, соединяющим воздухоочиститель с подпоршневым пространством пневмоаккумулятора, а на одном торце пружины пневмоаккумулятора установлены регулировочные прокладки.

На фиг.1 показана схема подключения пневмоаккумулятора к воздухоочистителю и всасывающему трубопроводу системы питания, на фиг.2 показана схема подключения многостадийного эжектора к выпускному трубопроводу системы питания и пневмоаккумулятору.

Основными частями устройства для подачи воздуха в цилиндры дизельного д.в.с. являются: воздухоочиститель 1, пневмоаккумулятор 2, предназначенный для подачи под высоким давлением очищенного воздуха в цилиндр 20 д.в.с., блок клапанного устройства 21, предназначенный для управления работой пневмоаккумулятара, блок эжекторов 33, предназначенный для создания многостадийного разряжения в подпоршневом пространстве пневмоаккумулятара 44, обратные клапаны 7 и 50, трубопроводы 8, 24, 26, 27, а также впускной 9 и выпускной 10 трубопроводы.

Пневмоаккумулятор 2 содержит: поршнь 4, пружину 5 для создания давления воздуха, поступающего в цилиндр д.в.с.20 при такте «впуск», упоры 3 и 6 для ограничения перемещения пружины 5, регулировочные прокладки 49 для измененения упругости пружины 5, надпоршневое пространства 30 для аккумулирования воздуха, находящегося под избыточным давлением.

Блок клапанного устройства 21 получает привод от кулачкового вала газораспределительного механизма и содержит клапан 22, соединяющий подпоршневое пространство 44 через трубопровод 23 и трубопровод 24 с блоком эжекторов 33, клапан 25, соединяющий воздухоочиститель через трубопроводы 26 и 27 с подпоршневым пространствам 44 пневмоаккумулятора, а также стержень 31 для расположения на нем клапанов 22 и 25.

Блок эжекторов 33 содержит секции 34, 35, 36, эжекторы 45, 46, 47, 48, имеющие форму усеченного конуса и расположенные соосно один за другим начиная с эжектора 45 малого размера, зазоры 37, 38, 42 между торцами эжекторов, створчатые клапаны 39, 40, 41.

Устройство работает следующим образом. При такте «выпуск» отработавшие газы, двигаясь по направлению поз.28 в выпускном трубопроводе 10, поступают в блок эжекторов 33 и непосредственно в эжектор 45, имеющий наименьший диаметр сопла. Согласно закона Бернули отработавшие газы, двигаясь под избыточным давлением и с большой скоростью, пройдя через эжектор 45, в момент преодоления зазора 37 будут засасывать из секции 34 воздух, поступающий из подпоршневого пространства 44, через трубопровод 23, открытый клапан 22 и трубопровод 24. Пройдя эжектор 45 и получив дополнительное ускорение, струя отработавших газов проходит через эжектор 46, на выходе преодолевает зазор 38, засасывает воздух из секции 35. Получив дополнительное ускорение, отработавшие газы проходят эжектор 47, преодолевают зазор 42, засасывают воздух из секции 36, далее отработавшие газы под избыточным давлением и увеличенной скоростью движения поступают в глушитель 32 шума, а затем по указателю 28 в окружающую среду.

Синхронно, из-за разрежения в подпоршневом пространстве 44, сжимается пружина 5, надпоршневое пространство 30 через обратный клапан 7 заполняется очищенным воздухом, поступающим от воздухоочистителя 1 до тех пор, пока поршень 4 не соприкоснется с упорами 6. С этого момента начинается увеличиваться разрежение в подпоршневом пространстве 44. Створчатые клапаны 39, 40, 41 автоматически начнут закрываться (поочередно), начиная с секции 36, где находится эжектор 48, имеющий наибольший диаметр сопла, поскольку давление в нем становится меньшим в сравнении с давлением в эжекторах 47, 46, 45.

При такте «впуск» поршень 16 движется от верхней мертвой точки (В.М.Т.) 18 до нижней мертвой точки (Н.М.Т.) 19. Впускной клапан 11 открыт. Клапан 22, получающий привод от кулачкового вала газораспределительного механизма, закрывается и открывается клапан 25. Очищенный воздух по трубопроводу 27 из воздухоочистителя 1 через клапан 25 и трубопровод 26 поступает в подопоршневое пространство 44, где исчезает разряжение. Обратный клапан 7 закрывается. Из надпоршневого пространства 30 воздух за счет усилия пружины 5 поступает в трубопровод 8, обратный клапан 50, по направлению 29, во впускной трубопровод 9 д.в.с., клапан 11, камеру сгорания 14 и рабочий объем цилиндра до тех пор, пока поршень 16 не достигнет Н.М.Т. 19.

При начале такта «сжатие» и движении поршня 16 от Н.М.Т. 19 до В.М.Т 18 клапаны 11, 12, а также клапан 25 блока клапанного устройства 21 закрыты, а клапан 22 открыт. Воздух из подпоршневого пространства 44 по трубопроводу 23, клапан 22, трубопровод 24, секции 34, 35, 36 будет всасываться блоком эжекторов 33, и за счет разряжения в подпоршневом пространстве 44 поршень 4 перемещется до упоров 6, сжимая пружину 5.

Из-за создавшегося разряжения в надпоршневом пространстве 30 через открытый клапан 7 из воздухоочистителя 1 в него начнет поступать очищенный воздух.

После такта «рабочий ход» процесс работы устройства для подачи воздуха под давлением в цилиндр четырехтактного дизельного д.в.с. повторяется, аналогично вышеописанному.

голоса

Рейтинг статьи