Калильным зажиганием в бензиновом двигателе называется зажигание: Калильным зажиганием в бензиновом двигателе называется зажигание

Содержание

Калильным зажиганием в бензиновом двигателе называется зажигание

На чтение 13 мин. Просмотров 2 Обновлено

В процессе эксплуатации автомобиля происходит не только износ его узлов и механизмов. Со временем в камерах сгорания образуется нагар, толщина слоя которого может быть значительной. А это уже может повлиять на работу мотора. Самым частым результатом имеющегося слоя нагара является появление такого эффекта как калильное зажигание.

Что такое калильное зажигание (самовоспламенение)

Проявляется такое зажигание в том, что двигатель еще функционирует некоторое время после выключения зажигания. Работать мотор может несколько секунд до полной остановки, при этом во время данного эффекта цилиндропоршневая группа и кривошипно-шатунный механизм испытывают значительные нагрузки, которые приводят к ускоренному их износу. А если не предпринимать никаких мер, это может привести к прогоранию поршня.

Почему появляется калильное зажигание

А происходит все это потому, что нагар ухудшает теплообмен внутри камеры сгорания, из-за чего элементы внутри ее разогреваются настолько, что способны воспламенять рабочую смесь. За счет этого и двигатель продолжает работать даже после выключения зажигания, когда искра на свечах уже перестает проскакивать.

Перед тем, как предпринимать меры, необходимо установить причины появления калильного зажигания. Очень часто данный эффект появляется из-за неправильно подобранных по калильному числу свечей зажигания. Неправильно установленный момент искрообразования тоже может дать такой результат. Но если с системой зажигания и ее составными частями все в порядке, значит виной всему нагар.

Способы борьбы с нагаром

Удалить нагар можно несколькими способами. Первый, и самый простой из них – выпалить отложения к камере сгорания. Для этого всего лишь необходимо проехаться длительное время на высокой скорости. То есть, выезжаем на хорошую длинную трассу и «давим в пол» педаль газа.

Результатом этого будет выгорание нагара и удаление его через выхлопную систему. Кстати, данный метод можно применять как профилактику. То есть, достаточно периодически «гонять» автомобиль, чтобы внутри камер сгорания не образовывался слой нагара.

Если первый способ результата не дал и калильное зажигание появляется, можно попробовать «размягчить» нагар, чтобы он сам отслоился. Для этого используется специальный раствор, состоящий из одной части моторного масла и четырех частей керосина.

Для двигателя потребуется 80-120 гр. такого раствора. После поездки, пока мотор еще горячий, в каждый цилиндр нужно залить по 20-30 гр. подготовленной смеси. После этого машина оставляется на сутки, чтобы раствор смог подействовать. Далее необходимо запустить силовую установку и дать ей поработать в течение получаса. После использования смеси в обязательном порядке меняется масляный фильтр и сам смазочный материал.

Если и второй способ не помог, то придется удалять нагар механическим способом. То есть придется с авто снимать головку блока и счищать имеющиеся слои при помощи щетки по металлу и скребков, предварительно замочив все керосином. Удалять нагар нужно не только с поверхности камеры сгорания, а и с поршней и клапанов. Этот метод самый трудоемкий, но зато после него вы будете полностью уверены, что внутри цилиндров все чисто.

Видео — что такое калильное зажигание

Бензиновый двигатель без свечи зажигания – кусок металла, даже при условии, что все остальные его детали и части в полном порядке. С этой весьма незаметной деталью автомобильного двигателя у автомобилистов связано максимально большое число слухов, домыслов и легенд.

Причем большинство из них – заблуждение. На самом деле единственным параметром свечи зажигания, который максимально влияет на «здоровье» двигателя, является калильное число (denso, bosch, ngk).
Что такое калильное число и как оно связано с калильным зажиганием?
В современных двигателях на бензиновом топливе применяется искровой способ зажигания, хотя это не единственная возможность произвести воспламенение топливной смеси в цилиндре.
В одних из самых первых ДВС, называемых двигателем Даймлера или «полудизелем», запуск осуществлялся с помощью калильной свечи, которая разогревала головку цилиндра в первый момент запуска. После запуска свеча отключалась и двигатель работал уже без посторонней помощи. До сих пор не знаете преимуществ дизельного двигателя перед бензиновым?
Потребность включать и выключать такую свечу во время впрыска топлива привела к созданию привычной для нас системы зажигания, работающей в прерывистом режиме. Однако то, что свеча, поджигающая топливную смесь, работает в прерывистом «искровом» режиме оказалось и наиболее слабым местом этого устройства.
Искровой режим работы свечи, в совокупности с огромной температурой вспышки рабочей смеси, приводит к тому, что свеча неизбежно нагревается. Этот процесс имеет две стороны: положительную и отрицательную.
Положительная — в том, что нагретая до определенной температуры свеча сама себя очищает от нагара, неизбежно образующегося при сгорании попадающего в цилиндры масла и примесей, содержащихся в бензине.

Отрицательная — в том, что нагретая до температуры 800-900 градусов Цельсия свеча становится именно той калильной свечой двигателя Даймлера, от которой происходит воспламенение топливной смеси.
Только вот выключить такую свечу некому, поэтому двигатель может работать даже при выключенном зажигании до тех пор, пока свеча не остынет или пока не прекратится поступление топливной смеси в цилиндр. Такой казус в работе двигателя называется калильным зажиганием.
Калильное зажигание опасно для двигателя не только тем, что он выходит из-под контроля. Если не принять срочных мер для его остановки в случае калильного зажигания, то может произойти заклинивание поршневой группы вследствие перегрева двигателя, в лучшем случае образованию задиров на зеркале цилиндра.
Причины калильного зажигания
Наличие постоянно нагретой свечи провоцирует смещение момента зажигания в более раннюю сторону и, как следствие, возможный рывок коленвала двигателя в сторону, противоположную обычному направлению вращения. В общем, возможностей разнести двигатель буквально на кусочки при калильном зажигании очень много.
Таким образом, перед конструкторами двигателей внутреннего сгорания встала проблема создания такой свечи зажигания, которая бы нагревалась до определенного уровня для самоочищения, но не вызывала калильного зажигания.
Для характеристики момента, после которого возникает этот опасный инцидент с двигателем, было вычислено калильное число. Причем в процессе его определения оказалось, что чем большую нагрузку испытывает двигатель, тем большим должно быть калильное число, чтобы не возникло калильного зажигания.
Мы можем сколько угодно смеяться над нашим автомобилестроением, но классификация по калильному числу отечественных свечей наиболее логичная и наглядная. Для определения момента, когда свеча зажигания начинает работать как калильная, ее вкручивают в головку одноцилиндрового испытательного двигателя и производят наддув воздуха, поступающего в карбюратор. Фактически применяют автомобильную турбину.
В маркировке большинства отечественных автомобильных свечей зажигания первой идет литера «А», второй – цифра, и обозначающая калильное число. Так вот, по отечественной методике калильное число равно среднему индикаторному давлению цикла, при котором начинается калильное зажигание. Оно напрямую зависит от давления наддува, поэтому отечественная шкала калильного числа более наглядна.
В этом видео парень очень грамотно описывает весь процесс зажигания свечи от начала до конца, и поясняет сам процесс калильного зажигания:

Минимальное калильное число на маркировке отечественных свечей 11, максимальное – 26. По величине калильного числа свечи зажигания разбиты на несколько групп:
1. С калильным числом от 11 до 14 – «горячие» свечи, применяемые на самых тихоходных и дефорсированных двигателях;
2. С калильным числом от 17 до 19 – средние свечи, работающие в двигателях, в конструкции которых не предусмотрены технические решения для их форсирования;
3. С калильным числом от 20 до 26 – «холодные» свечи, применяемые на высокооборотистых и форсированных двигателях.

Калильное число – универсальный инструмент, позволяющий определить степень соответствия свечи зажигания двигателю той или иной модели. Дело в том, что если на дефорсированный или маломощный двигатель поставить «холодную» свечу, то это приведет к тому, что свеча будет забиваться несгоревшим маслом, неизбежно проникающим в цилиндр двигателя.

В результате это может приводить к ослаблению искры или ее пропуску в определенных циклах. В чём-то это сходно с работой двигателя при слишком позднем моменте зажигания, когда он испытывает максимальные вибрационные нагрузки и значительно увеличивает потребление топлива.

Шкала калильного числа зажигания наших и зарубежных свеч
Зарубежные производители свечей зажигания не так озаботились разработкой понятной шкалы калильного числа, как самим качеством этих свечей. Поэтому именно импортные свечи имеют наибольшую популярность среди наших автолюбителей.
Все цифровые обозначения на них менее понятны, поскольку за калильное число принято время, по истечении которого возникает этот эффект – критерий не слишком наглядный.


По крайней мере, он не столь прямо связан с нагруженностью двигателя. Ниже приведена таблица, где можно посмотреть соответствие марок наиболее популярных свечей зарубежных производителей отечественным и увидеть какие из них «холодные», а какие «горячие».
№ «Горячие свечи» «Средние свечи» «Холодные свечи»
Россия A11 А11-1 А11-3 А11Р А14В А14В2 А14ВМ A14ВР А14Д А14ДВ А14ДВРМ А17Д
А17ДВ А17ДВ-1 А17ДВ-10 А17ДВМ А17ДВР А17ДВРМ АУ17ДВРМ А20Д
А20Д-1 А23-2 А23В А23ДМ А23ДВМ
Bosch W9A WR9A W8B W8BC WR8B W8C
W8D WR8DC W7B W7C W7D W7DC WR7D WR7DC
FR7DCY W6C W5A W6B W5CC W5DC
NJK B4H BR4H BP5H BP5HS BPR5H
B5EB BP5E BPR5E BPR5ES BP6H BP6EM BP6E BP6ES
BPR6ES BCPR6ES B7E B8H BP8H B8ES BP8ES
Denso W14F W14FR W16FP W16FP-U
W14FPR W17E W16EX W16EXR W16EX-U W20FP W20EA W20EP W20EP-U
W20XR W20EPR-U Q20PR-U W22ES W24FS W24FP W24ES-U
W24EP-U
Как использовать эту таблицу во избежание калильного зажигания
Приведем пример того, как выбрать свечи зажигания для популярного кроссовера Nissan Juke. Эта машина комплектуется тремя видами двигателей. Двигатели HR15DE, MR16DDT и HR16DE имеют существенные различия. И не только объемом (1.5 литра и 1.6 литра соответственно), но и способом достижения номинальной мощности.
HR15DE это обычный нефорсированный двигатель мощностью 109 л.с. Исходя из таблицы получаем, что оптимальное калильное число свечей зажигания по отечественной шкале для этого двигателя равно 17. Это соответствует цифрам 7 на свечах «Бош», от 5 до 6 на маркировке NJK и цифре 20 на японских свечах Denso.
MR16DDT – турбированный двигатель объемом 1.6 литра и мощностью 188 л.с. Для этого двигателя явно требуются «холодные» свечи, с калильным числом от 20 до 23 по «русской шкале», и от 6 до 5 по шкале Bosch, от 7 до 8 NJK и от 22 до 24 по шкале Denso.
Самым проблемным остается выбор свечей для двигателя HR16DE. Он хоть и не форсированный, но его мощность выше чем у HR15DE — 117 л.с. Литровая мощность у этих двигателей 73.1 и 72.6 соответственно.
Поэтому если «Жука» с нефорсированным, но большим по мощности мотором, эксплуатировать в более жестких условиях, то ему больше подойдут «холодные» свечи. Но все это можно определить лишь на практике.
Практические способы определения соответствия типа свечи
Практический способ определения пригодности данного типа свечи двигателю по внешнему виду точен, если только зажигание выставлено правильно и в целом «здоровье» двигателя не вызывает сомнений. Итак:
• Нормально подобранная свеча имеет на центральном и боковом электроде тонкий светло-серый или бежевый нагар;
• Сильно «замасленные», покрытые толстой копотью электроды могут говорить не только о том, что двигателю нужна свеча с меньшим калильным числом (более горячая), но и то, что предельно изношена поршневая группа;
• Обгоревшие электроды со следами коррозии и выбоинами, вплоть до почти полного выгорания бокового электрода, говорят о том, что свеча слишком «горячая».

Система калильного зажигания появилась еще в 19 веке. Это была примитивная металлическая трубка, которая нагревалась до высокой температуры. У такого метода были свои преимущества — устойчивая работа и стабильное сгорание горючего. Но один недостаток перевешивал все плюсы: невозможно было просто завести машину и тронуться с места. Этому предшествовал долгий процесс розжига. Позже такую искровую систему заменили на свечи.

Что такое калильное зажигание?

Это воспламенение горючего раньше срока – от нагара в камере сгорания в результате сильного перегрева деталей (клапанов, свечей, головок). Это основная причина, почему топливно-воздушная смесь сгорает неправильно. Процесс напрямую связан с возникновением детонации. Сгорание сильно похоже на обычное, но происходит на гораздо большей площади, протекает стремительнее, начинается раньше. Процесс постепенно развивается, самовоспламенение происходит все раньше.

В результате в камере сгорания значительно повышается температура, растет давление. Их наибольшие значения достигаются, прежде чем поршень занимает положение ВТМ. Нагрузки на узлы цилиндропоршневой системы и коленчатый вал возрастают, мотор издаёт неприятные звуки. Самая большая неприятность в том, что повышается температура внутри камеры сгорания. Это становится причиной оплавления свечей или поршня. Двигательная система тоже начинает сильно нагреваться.

Почему возникает

Причина возникновения «неправильного» зажигания – в пониженном калильном числе свечей. Автолюбители это явление называют «горячие свечи». Во время работы мотора происходит их нагревание до высоких температур. Если они разогреваются до 400 градусов — это нормально, но более сильный разогрев приведёт к самовоспламенению горючего.

Производители регулируют величины, характеризующие калильное число. Делается это путем изменения параметров изолятора свечи и ее юбки. Во избежание проблем нужно в точности следовать рекомендациям производителя по поводу эксплуатации ТС.

Для разных видов моторов есть таблицы совместимости свечей. По ним выбирают детали, характеристики которых оптимальны для конкретной модели авто. Владельцам машин с устаревшей конструкцией можно посоветовать усовершенствовать авто — например, установить бесконтактную систему.

Еще одна причина – сильный перегрев клапанов. Происходит из-за:

  • пониженного октанового числа горючего;
  • некорректного выставления зазоров клапанной системы;
  • дефекта одного из поршней.

Причиной калильного зажигания может стать нарушение работы двигательной системы. Если некорректно выставлено опережение момента зажигания, из-за больших нагрузок мотор начнёт перегреваться. Отсюда и нестабильная работа.

Признаки появления калильного зажигания

Возгорание горючего при калильном зажигании происходит как обычно, но еще до момента образования искры. Это влияет на работу двигательной системы: в районе мотора слышны неприятные шумы, напоминающие хлопки, обороты «плавают». Все это происходит на фоне сильной вибрации.

«Неправильное» зажигание очень вредно для мотора. Оно свидетельствует о его износе и появлении сажевых отложений в камере сгорания и цилиндрах. Температура двигателя повышается, теплоотвод ухудшается. Если перегреется ГБЦ, дорогого ремонта не избежать.

Как устранить калильное зажигание и уберечь двигатель?

Проблему можно решить путем задержки выключения зажигания. Придется обесточить клапан ХХ. Питание на него должно подаваться прямо от замка, минуя реле. Вместе с реле подключается мощный конденсатор, ток на реле подается через диод. Когда ключ будет повернут в положение «Выкл.», произойдет обесточивание клапана ХХ. Через некоторое время (зависит от конденсатора) зажигание включится, мотор остановится как положено.

Чтобы проблема не возникла, нужно правильно подбирать свечи. Летом и зимой они должны быть разными. Нужно время от времени чистить радиатор и проверять охлаждающую систему. Также необходимо следить за чистотой двигателя, ведь загрязнение нарушает теплообмен. Не стоит подвергать двигательную систему повышенным нагрузкам, если в том нет особой нужды.

Правила эксплуатации автомобиля не слишком сложны – их соблюдение позволит избежать серьёзных проблем в дальнейшем. Регулярно проходите ТО, и с двигателем вашего авто не будет проблем.

Калильное зажигание — это… Что такое Калильное зажигание?

Кали́льное зажига́ние — это система зажигания, применявшаяся в двигателях внутреннего сгорания до изобретения искровой системы зажигания.

Принцип действия: воспламенение топливовоздушной смеси осуществлялось в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки.

История

Первые двигатели (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) в качестве системы зажигания имели калильную головку (синоним — калильную трубку). То есть, воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива.

Реалии

На бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающим воздушный промежуток свечи зажигания в заданный момент времени.

Паразитный эффект

Также калильным зажиганием называют негативный эффект, когда на двигателе с искровым зажиганием топливовоздушная смесь воспламеняется не от искры свечи зажигания, а от перегретых деталей. Чаще всего такой деталью является изолятор самой свечи зажигания (при использовании свечи с ненадлежащим калильным числом) или частицы нагара. В этом случае возможно даже продолжение работы двигателя после выключения системы зажигания, пока не перекрыта подача топлива (на карбюраторах стоят электромагнитные клапаны, перекрывающие подачу топлива при выключенном зажигании). Склонность свечи к накоплению теплоты характеризуется калильным числом.

Настоящее время

В настоящее время калильным воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях[1] (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.
Также калильное зажигание использовалось в отопителе салона автомобилей «Запорожец», в автобусах «Ikarus», автомобилях «Tatra» (только при запуске отопителя).
В настоящее время калильное зажигание широко применяется при запуске дизельных двигателей (облегчение запуска при низкой температуре). Дизельное топливо распыляется форсункой на предварительно нагретую накальную свечу, после запуска двигателя напряжение накала постепенно снижается.

Примечания

Ссылки

Калильное зажигание.Калильные свечи зажигания.

Рассматривая такое явление, как калильное зажигание, нужно понимать, что существует два основных типа такого зажигания – в одном случае, калильное зажигание целенаправленно применяется в системе зажигания двигателя, для воспламенения топливовоздушной смеси, а в другом случае, такое зажигание считается ненужным, и довольно опасным для двигателя явлением. Давайте подробнее разберемся в этом вопросе.

Итак, в старых двигателях, когда еще не существовало искровой системы зажигания, топливовоздушную смесь в цилиндрах мотора воспламеняли с помощью специальной калильной головки, или калильной трубки, которую предварительно нагревали. Такое зажигание называлось калильным. На более поздних моделях двигателей, так же как и на современных бензиновых двигателях, применяется искровая система зажигания, в которой топливная смесь воспламеняется в строго определенный момент, с помощью искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Сегодня при упоминании калильного зажигания, обычно понимают крайне нежелательное явление воспламенения топливной смеси в цилиндрах в произвольный момент, от соприкосновения смеси с чрезмерно нагретыми деталями в камере сгорания, или от раскаленных частичек нагара. Следует различать детонацию и калильное зажигание. Детонация, это, по – сути, взрывное горение смеси, с возникновением ударной волны, в то время как при калильном зажигании скорость сгорания смеси остается нормальной, но, воспламеняется она, что называется «не вовремя». Правда, некоторая связь детонации топлива и калильного зажигания все – же есть. При детонации, то есть при самопроизвольном взрывном горении топлива, из-за его сжатия в камере сгорания (например, при использовании топлива с низким октановым числом), наблюдается повышенное выделение тепла, перегрев деталей в камере сгорания, и появление, все того же калильного зажигания.

Обычно, при калильном зажигании, воспламенение происходит несколько раньше, чем это требуется, то есть так, как если бы угол опережения зажигания был установлен слишком большим. При этом мощность мотора снижается, он перегревается, и в некоторых случаях, он может продолжать работать даже после выключения зажигания. Если вовремя не снизить нагрузку на двигатель, то это может привести к его серьезным поломкам.

Почему возникает калильное зажигание? Возможной причиной может быть использование в двигателе свечей, с низким калильным числом, то есть слишком «горячих». Если свеча имеет более низкое калильное число, чем рекомендовано производителем двигателя, она будет перегреваться, что, в конечном счете, может привести к возникновению калильного зажигания.

Также, причиной калильного зажигания, может быть перегретый выпускной клапан или поршень, например, из – за того, что использовалось топливо с меньшим, чем рекомендовано, октановым числом, или, из – за неправильной регулировки клапанного механизма, когда выпускной клапан не закрывается полностью. Кроме того, калильное зажигание может возникать при неправильно установленном угле опережения зажигания, при длительной работе мотора на максимальной мощности, когда полностью открыта дроссельная заслонка, а так же при плохой работе системы охлаждения и т.д. Другими словами, все факторы, которые могут вызвать перегрев двигателя, могут также вызвать калильное зажигание.

Теперь, когда мы знаем, что вызывает появление калильного зажигания, мы также знаем, как избежать этого негативного явления. Для этого, в двигателе нужно использовать только такие свечи зажигания, которые имеют соответствующее, рекомендованное производителем автомобиля калильное число, нужно заправлять автомобиль качественным топливом, с рекомендованным октановым числом, следить за нормальной работой системы охлаждения двигателя, не допускать его перегрева, периодически проводить рекомендованные операции по его обслуживанию и регулировке.

Свечи зажигания | Полезные статьи Ойл Сервис

Свеча зажигания — это устройство для поджига топливо-воздушной смеси. В бензиновых двигателях внутреннего сгорания используются искровые свечи. О них и пойдет речь в этой статье.

Свечи зажигания работают в экстремальных условиях. Они служат для передачи тока высокого напряжения, выработанного в катушке зажигания, к электродам в камере сгорания, где этот ток производит искровой разряд, для поджига рабочей смеси. Свечи подвергаются высоким температурным, механическим, электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива. Температура, которая воздействует на свечу, достигает 2500°С, давление газов достигает 60 – 80 бар, а напряжение на электродах от 20 – до 30 кВ. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых в них материалов, так как от бесперебойного искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработанных газов. Таким образом, свеча зажигания, играет важную роль в обеспечении надежной работы двигателя.

На рисунке видны все основные элементы свечи зажигания:


Именно комбинация конструктивных особенностей изолятора и электрода свечей зажигания определили их деление на горячие, холодные либо промежуточные. Горячие свечи имеют большую поверхность изолятора, так как в двигателях с более низкими рабочими температурами, свеча зажигания должна удерживать тепло, чтобы избежать холодного нагара. Холодные свечи имеют большую зону для отвода тепла вследствие этого, их рабочие поверхности нагреваются значительно меньше. Способность свечи накапливать или отводить тепло – называется калильным числом. Во время перегрева свечи в цилиндре начинает появляться калильное зажигание, т.е. воспламенение рабочей смеси происходит не от искры, а от постороннего источника – перегретых частей самой свечи. Калильное зажигание вызывает детонацию, перегрев двигателя и снижение его мощности. Чем больше калильное число, тем «холоднее» свеча зажигания и наоборот.

Керамический изолятор определяет способность свечи накапливать тепло, а металлический сердечник – отводить. Боковой и центральный электрод, производятся в основном из никелевых сплавов, что позволяет им сопротивляться высоким тепловым нагрузкам. Характеристики тепловой проводимости центрального и бокового электродов могут быть улучшены путем использования биметаллического материала (оболочка – никелевый сплав, сердцевина – медь). В свечах, рассчитанных на более длительный интервал замены, для изготовления электродов применяются серебряные, платиновые или иридиевые сплавы.

Такие свечи, как правило, применяются на двигателях, в которых процесс их замены достаточно усложнен и связан с частичной разборкой навесного оборудования. Либо в ДВС, от которых завод производитель хочет получить изначально максимальный КПД. Широчайшее применение «платиновые» и «иридиевые» свечи получили в авто и мотоспорте.

Малая площадь свободного места в камере сгорания современных двигателей – это основная проблема для свечей зажигания. Конструктивно, свеча может быть установлена только в верхней части камеры, там, где уже расположились клапаны и различные датчики. Переход от двух к четырем и далее к пяти клапанам на цилиндр, оставляет совсем мало свободного пространства. Свечу приходится уменьшать в диаметре, экономя ценную площадь внутри камеры сгорания. В недавнем прошлом почти все свечи имели резьбу M18, а теперь резьбы М14, М12 и даже М10 становятся распространенными. Для такой тонкой свечи гораздо сложнее решить проблемы термической выносливости и теплоотвода. Поэтому здесь на первый план выходят вопросы качества материала и новых технологий.

Что же касается подбора свечей для любого двигателя, то мы рекомендуем это делать только с помощью каталога того или иного производителя, (зависит от Вашего предпочтения).
Помимо калильного числа, важнейшими характеристиками свечей является диаметр и длина их резьбы. Не стоит говорить о том, что свеча должна точно соответствовать по этим трем параметрам двигателю Вашего автомобиля. Даже простая ошибка с длиной резьбы может привести к дорогостоящим печальным последствиям. Если она будет короче, чем ваша штатная – на свободных витках резьбы в головке, очень быстро накопятся продукты сгорания и затем для нормальной свечи путь придется прорезать специальным метчиком. Еще страшнее последствия вкручивания слишком длинной свечи. В этом случае продукты сгорания осядут уже на ее поверхности, и она будет схвачена своеобразным замком. Результат такой ошибки – разборка двигателя.

Свечи зажигания, точнее их внешний вид, являются превосходным индикатором состояния двигателя. Свечи могут Вам «рассказать» как о ошибках связанных с их выбором, так и о скрытых процессах, развивающихся в двигателе задолго до того, как они заявят о себе в виде черного дыма, детонации или нестабильной работы.

И последнее, о чем следует сказать: не пытайтесь заниматься возможным продлением жизни свечей с помощью регулировки зазора, подумайте о том, что утонченные электроды быстрее раскаляются и создают угрозу детонации. Менять свечи зажигания необходимо всем комплектом и вовремя.

Свечи зажигания: назначение, устройство и маркировка

Содержание статьи

Назначение и устройство свечей зажигания

Устройство свечи зажигания

Задачей свечи зажигания в бензиновом двигателе автомобиля является воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, подвергаются высоким термическим, механическим, электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива. Температура в ней изменяется от 70 до 2500°С, давление газов достигает 50-60 бар, а напряжение на электродах доходит до 20 кВ и выше. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых материалов, так как от бесперебойности искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработавших газов.

Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень. Корпус имеет резьбу, которая ввинчивается в головку блока цилиндров, шестигранник “под ключ” и специальное покрытие для защиты от коррозии. Опорная поверхность может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо. Материалом изолятора служит высокопрочная керамика. Для предотвращения утечки электричества на его поверхности (в верхней части изолятора) делают кольцевые канавки (барьеры тока) и наносят специальную глазурь, а часть изолятора со стороны камеры сгорания выполняют в форме конуса (называемого тепловым). Внутри керамической части свечи закреплены центральный электрод и контактный стержень, между которыми может быть расположен резистор, подавляющий радиопомехи. Герметизация соединения этих деталей осуществляется токопроводящей стекломассой (стеклогерметиком). Боковой электрод “массы” приварен к корпусу.

Электроды изготавливают из жаростойкого металла или сплава. Для улучшения отвода тепла от теплового конуса центральный электрод может изготавливаться из двух металлов (биметаллический электрод) – центральную часть из меди заключают в жаростойкую оболочку. Биметаллический электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву. Это позволяет, помимо улучшения термоэластичности, повысить надежность и долговечность свечи. С целью увеличения срока эксплуатации выпускаются свечи зажигания с несколькими боковыми электродами и тонкоэлектродные с центральным электродом, покрытым слоем платины или иридия. Срок службы свечей зажигания (в зависимости от конструкции) составляет от 30 до 100 тыс. км.

Маркировка свечей


В маркировке свечи зажигания указываются ее геометрические и посадочные размеры, особенности конструкции и калильное число. Разные производители имеют свою систему обозначений. Ниже приведены маркировки, применямые российскими и ведущими зарубежными изготовителями, а также таблица взаимозаменяемости свечей разных марок (для просмотра нажмите на нужную картинку – файл откроется в новом окне).

Варианты замены свечей

Варианты замены свечей

Калильное число является показателем тепловых свойств свечи (ее способности нагреваться при различных тепловых нагрузках двигателя). Оно пропорционально среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке в ее цилиндре начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Свечи с небольшим калильным числом называют горячими. Их тепловой конус нагревается до температуры 900°С (температура начала калильного зажигания) при относительно небольшой тепловой нагрузке. Такие свечи применяются на малофорсированных двигателях с небольшими степенями сжатия. У холодных свечей калильное зажигание возникает при больших тепловых нагрузках, и они используются на высокофорсированных двигателях.

Пока тепловой конус не нагреется до 400°С, на нем образуется нагар, приводящий к утечкам тока и нарушению искрообразования. По достижении этой температуры он (нагар) начинает сгорать, происходит очищение свечи (самоочищение). Чем длиннее тепловой конус, тем больше его площадь, поэтому он нагревается до температуры самоочищения при меньшей тепловой нагрузке. К тому же выступание этой части изолятора из корпуса усиливает ее обдув газами, что дополнительно ускоряет прогрев и улучшает очищение от нагара. Увеличение длины теплового конуса приводит к уменьшению калильного числа (свеча становится “горячее”).

Диагностика работы двигателя по состоянию свечей зажигания

Свеча зажигания может обеспечить бесперебойную работу только при соблюдении нижеперечисленных условий:

  • используются свечи, рекомендованные изготовителем двигателя;
  • используется марка бензина, указанная в руководстве по эксплуатации автомобиля;
  • исправны системы зажигания и питания;
  • не превышено усилие при вворачивании свечи в головку блока двигателя.

Наиболее вероятной причиной преждевременного отказа свечей является загрязнение их продуктами неполного сгорания или увеличение искрового зазора из-за износа электродов. При этом решающее влияние на работоспособность свечей оказывает техническое состояние двигателя. Даже по внешнему виду свечи можно многое сказать как о работе двигателя в целом, так и об отдельных его узлах. Осмотр свечи нужно проводить после продолжительной работы двигателя, идеальным вариантом будет осмотр свечи после длительной поездки по загородному шоссе. Ошибкой некоторых автолюбителей, например является то, что после холодного старта двигателя при минусовой температуре и неустойчивой его работе первым делом выкручивают свечи и увидев черный нагар, делают поспешные выводы. А ведь этот нагар мог образоваться во время работы двигателя в режиме холодного старта, когда смесь принудительно обогащается, а неустойчивая работа могла быть следствием скажем плохого состояния высоковольтных проводов. Поэтому если вас что-то не устраивает в работе двигателя, и вы решили сделать диагностику его работы с помощью свечей, нужно проехать на изначально чистых свечах минимум километров 250-300, и только после этого делать какие-то выводы.

Диагностика двигателя по состоянию свечей

На фото №1 изображена свеча, вывернутая из двигателя, работу которого можно считать отличной. Юбка центрального электрода имеет светло-коричневый цвет, нагар и отложения минимальны. Полное отсутствие следов масла. Владельцу данного мотора можно только позавидовать, и есть чему: это экономичный расход топлива и отсутствие необходимости доливать масло от замены до замены.

Фото №2 – типичный пример свечи от двигателя с повышенным расходом топлива. Центральный электрод покрыт бархатисто-черным нагаром. Причин тому несколько: богатая воздушно-топливная смесь (неправильная регулировка карбюратора, угла опережения зажигания или неисправностьсистемы впрыска), засорение воздушного фильтра.

Фото №3 – наоборот, пример чрезмерно бедной воздушно-топливной смеси. Цвет электрода от светло-серого до белого. Здесь есть повод для беспокойства. Езда на слишком обедненной смеси и при повышенных нагрузках может стать причиной значительного перегрева, как самой свечи, так и камеры сгорания, а перегрев камеры сгорания прямой путь к прогару выпускных клапанов.

На фото №4 юбка центрального электрода свечи имеет характерный красноватый оттенок. Этот цвет можно сравнить с цветом красного кирпича. Покраснение вызвано работой двигателя на низкокачественном топливе, содержащем избыточное количество присадок, которые имеют в своем составе металл. Длительное использование такого топлива приведет к тому, что отложения металла образуют на поверхности изоляции токопроводящий налет, через который току будет легче пройти, чем между электродами свечи, и свеча перестанет работать.

На фото № 5 свеча имеет ярко выраженные следы масла, особенно в резьбовой части. Двигатель с такими свечами после длительной стоянки имеет обыкновение после запуска “троить” некоторое время, а по мере прогрева работа стабилизируется. Причина этого – неудовлетворительное состояние маслоотражательных колпачков. Налицо повышенный расход масла. В первые минуты работы двигателя, в момент прогрева, характерный бело-синий выхлоп.

Фото № 6 – свеча вывернута из неработающего цилиндра. Центральный электрод, его юбка покрыты плотным слоем масла, смешанного с каплями несгоревшего топлива и мелкими частицами от разрушений, произошедшими в этом цилиндре. Причина этого – разрушение одного из клапанов или поломка перегородок между поршневыми кольцами с попаданием металлических частиц между клапаном и его седлом. В данном случае двигатель “троит” уже не переставая, заметна значительная потеря мощности, расход топлива возрастает в полтора, два раза. Выход один – ремонт.

Фото № 7 – полное разрушение центрального электрода с его керамической юбкой. Причиной данного разрушения мог стать один из перечисленных ниже факторов: длительная работа двигателя с детонацией, применение топлива с низким октановым числом, очень раннее зажигание, и просто бракованая свеча. Симптомы работы двигателя такие же, как в предыдущем случае. Единственное, на что можно надеяться, так это на то, что частицы центрального электрода сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв под выпускным клапаном, иначе тоже не избежать ремонта головки блока цилиндров.

Фото № 8 последнее в этом обзоре. Электрод свечи оброс зольными отложениями, цвет не играет решающей роли, он лишь свидетельствует о работе топливной системы. Причина этого нароста – сгорание масла вследствие выработки или залегания маслосъемных поршневых колец. У двигателя повышенный расход масла, при перегазовках из выхлопной трубы сильное синее дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный.

Если вы хотите, чтобы с работой вашего двигателя было меньше проблем, вспоминайте о свечах не только тогда, когда мотор отказывается работать. Производитель гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе 30 тыс. километров пробега. Однако не лишним будет в среднем каждые 10 тыс. километров пробега проверять состояние свечей. Прежде всего это проверка и, при необходимости, регулировка зазора до требуемой величины, удаление нагара. Нагар удалять лучше металлической щеткой, от пескоструйной обработки разрушается керамика центрального электрода, и вы рискуете получить копию с фото № 7.

Калильное зажигание что такое


Калильное зажигание — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 16 февраля 2015; проверки требуют 11 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 16 февраля 2015; проверки требуют 11 правок.

Кали́льное зажига́ние — это система зажигания, применявшаяся в двигателях внутреннего сгорания до изобретения искровой системы зажигания.

Принцип действия: воспламенение топливовоздушной смеси осуществлялось в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки.

Первые двигатели (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) в качестве системы зажигания имели калильную головку (синоним — калильную трубку). То есть, воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива.

На бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающим воздушный промежуток свечи зажигания в заданный момент времени.

Паразитный эффект[править | править код]

Также калильным зажиганием называют негативный эффект (англ. Pre-Ignition), когда на двигателе с искровым зажиганием топливовоздушная смесь воспламеняется не от искры свечи зажигания, а от перегретых деталей. Чаще всего такой деталью является изолятор самой свечи зажигания (при использовании свечи с ненадлежащим калильным числом) или частицы нагара. В этом случае возможно даже продолжение работы двигателя после выключения системы зажигания, пока не перекрыта подача топлива (на карбюраторах стоят электромагнитные клапаны, перекрывающие подачу топлива при выключенном зажигании). Склонность свечи к накоплению теплоты характеризуется калильным числом.

В настоящее время калильным воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях[1] (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.

Также калильное зажигание использовалось в отопителе салона автомобилей «Запорожец», в автобусах «Ikarus», автомобилях «Tatra» (только при запуске отопителя).

ru.wikipedia.org

Калильное зажигание и детонация — DRIVE2

Угол опережения зажигания имеет самое непосредственное влияние на возникновение детонации или калильного зажигания. При нормальных условиях смесь в камере сгорания поджигает искра. Горение топлива начинается с малого очага пламени, который постепенно распространяется по всей камере сгорания. При движении фронта пламени несгоревшая смесь перед ним сжимается и нагревается и может достичь условий спонтанного воспламенения (детонации). «Детонация» — это неуправляемое сгорание взрывного характера, которое сопровождается характерным металлическим звуком. Этот звук вызывается ударными волнами, которые распространяются по блоку двигателя. При сильной детонации энергии волны иногда бывает достаточно для выбивания технологических пробок в блоке. При детонации резко возрастает теплоперенос от газов к поршню, что может вызвать его прогар. Легкая детонация может разрушить поршневые кольца и перегородки поршня, спровоцировать калильное зажигание. Детонация обычно возникает при слишком раннем угле опережения зажигания или слишком высокой степени сжатия, причем бедная смесь детонирует менее охотно, чем богатая. «Калильным зажиганием» называют явление, когда смесь в камере сгорания поджигается каким-либо источником тепла, кроме искрового разряда на свече зажигания. Обычно источником калильного зажигания являются сильно разогретые части камеры сгорания (острые кромки, возникшие при торцовки головки цилиндров, выпускной клапан или свеча зажигания), поэтому острые кромки деталей, которые составляют камеру сгорания, необходимо притупить еще перед сборкой двигателя. На двигателе с большим пробегом (или на новом двигателе, который хронически работает непрогретым), калильное зажигание может быть вызвано углеродистыми отложениями на поверхностях камеры сгорания или головке поршня. Единственное решение проблемы состоит в том, чтобы удалить нагар с головки цилиндра и поршня. Калильное зажигание большинство людей замечают только после выключения зажигания, когда двигатель продолжает работать. На некоторых автомобилях это может быть вызвано повышенной частотой вращения холостого хода, бедной смесью или поздним зажиганием, или всеми тремя параметрами вместе. Проблема обычно вызвана высокой температурой выпускного клапана.

www.drive2.ru

Что следует знать о калильном зажигании — DRIVE2

Бензиновый двигатель без свечи зажигания – кусок металла, даже при условии, что все остальные его детали и части в полном порядке. С этой весьма незаметной деталью автомобильного двигателя у автомобилистов связано максимально большое число слухов, домыслов и легенд.
Причем большинство из них – заблуждение. На самом деле единственным параметром свечи зажигания, который максимально влияет на «здоровье» двигателя, является калильное число (denso, bosch, ngk).
Что такое калильное число и как оно связано с калильным зажиганием?
В современных двигателях на бензиновом топливе применяется искровой способ зажигания, хотя это не единственная возможность произвести воспламенение топливной смеси в цилиндре.
В одних из самых первых ДВС, называемых двигателем Даймлера или «полудизелем», запуск осуществлялся с помощью калильной свечи, которая разогревала головку цилиндра в первый момент запуска. После запуска свеча отключалась и двигатель работал уже без посторонней помощи. До сих пор не знаете преимуществ дизельного двигателя перед бензиновым?
Потребность включать и выключать такую свечу во время впрыска топлива привела к созданию привычной для нас системы зажигания, работающей в прерывистом режиме. Однако то, что свеча, поджигающая топливную смесь, работает в прерывистом «искровом» режиме оказалось и наиболее слабым местом этого устройства.
Искровой режим работы свечи, в совокупности с огромной температурой вспышки рабочей смеси, приводит к тому, что свеча неизбежно нагревается. Этот процесс имеет две стороны: положительную и отрицательную.
Положительная — в том, что нагретая до определенной температуры свеча сама себя очищает от нагара, неизбежно образующегося при сгорании попадающего в цилиндры масла и примесей, содержащихся в бензине.
Отрицательная — в том, что нагретая до температуры 800-900 градусов Цельсия свеча становится именно той калильной свечой двигателя Даймлера, от которой происходит воспламенение топливной смеси.
Только вот выключить такую свечу некому, поэтому двигатель может работать даже при выключенном зажигании до тех пор, пока свеча не остынет или пока не прекратится поступление топливной смеси в цилиндр. Такой казус в работе двигателя называется калильным зажиганием.
Калильное зажигание опасно для двигателя не только тем, что он выходит из-под контроля. Если не принять срочных мер для его остановки в случае калильного зажигания, то может произойти заклинивание поршневой группы вследствие перегрева двигателя, в лучшем случае образованию задиров на зеркале цилиндра.
Причины калильного зажигания
Наличие постоянно нагретой свечи провоцирует смещение момента зажигания в более раннюю сторону и, как следствие, возможный рывок коленвала двигателя в сторону, противоположную обычному направлению вращения. В общем, возможностей разнести двигатель буквально на кусочки при калильном зажигании очень много.
Таким образом, перед конструкторами двигателей внутреннего сгорания встала проблема создания такой свечи зажигания, которая бы нагревалась до определенного уровня для самоочищения, но не вызывала калильного зажигания.
Для характеристики момента, после которого возникает этот опасный инцидент с двигателем, было вычислено калильное число. Причем в процессе его определения оказалось, что чем большую нагрузку испытывает двигатель, тем большим должно быть калильное число, чтобы не возникло калильного зажигания.
Мы можем сколько угодно смеяться над нашим автомобилестроением, но классификация по калильному числу отечественных свечей наиболее логичная и наглядная. Для определения момента, когда свеча зажигания начинает работать как калильная, ее вкручивают в головку одноцилиндрового испытательного двигателя и производят наддув воздуха, поступающего в карбюратор. Фактически применяют автомобильную турбину.
В маркировке большинства отечественных автомобильных свечей зажигания первой идет литера «А», второй – цифра, и обозначающая калильное число. Так вот, по отечественной методике калильное число равно среднему индикаторному давлению цикла, при котором начинается калильное зажигание. Оно напрямую зависит от давления наддува, поэтому отечественная шкала калильного числа более наглядна.
В этом видео парень очень грамотно описывает весь процесс зажигания свечи от начала до конца, и поясняет сам процесс калильного зажигания:

Минимальное калильное число на маркировке отечественных свечей 11, максимальное – 26. По величине калильного числа свечи зажигания разбиты на несколько групп:
1. С калильным числом от 11 до 14 – «горячие» свечи, применяемые на самых тихоходных и дефорсированных двигателях;
2. С калильным числом от 17 до 19 – средние свечи, работающие в двигателях, в конструкции которых не предусмотрены технические решения для их форсирования;
3. С калильным числом от 20 до 26 – «холодные» свечи, применяемые на высокооборотистых и форсированных двигателях.

Калильное число – универсальный инструмент, позволяющий определить степень соответствия свечи зажигания двигателю той или иной модели. Дело в том, что если на дефорсированный или маломощный двигатель поставить «холодную» свечу, то это приведет к тому, что свеча будет забиваться несгоревшим маслом, неизбежно проникающим в цилиндр двигателя.
В результате это может приводить к ослаблению искры или ее пропуску в определенных циклах. В чём-то это сходно с работой двигателя при слишком позднем моменте зажигания, когда он испытывает максимальные вибрационные нагрузки и значительно увеличивает потребление топлива.

Шкала калильного числа зажигания наших и зарубежных свеч
Зарубежные производители свечей зажигания не так озаботились разработкой понятной шкалы калильного числа, как самим качеством этих свечей. Поэтому именно импортные свечи имеют наибольшую популярность среди наших автолюбителей.
Все цифровые обозначения на них менее понятны, поскольку за калильное число принято время, по истечении которого возникает этот эффект – критерий не слишком наглядный.
По крайней мере, он не столь прямо связан с нагруженностью двигателя. Ниже приведена таблица, где можно посмотреть соответствие марок наиболее популярных свечей зарубежных производителей отечественным и увидеть какие из них «холодные», а какие «горячие».
№ «Горячие свечи» «Средние свечи» «Холодные свечи»
Россия A11 А11-1 А11-3 А11Р А14В А14В2 А14ВМ A14ВР А14Д А14ДВ А14ДВРМ А17Д
А17ДВ А17ДВ-1 А17ДВ-10 А17ДВМ А17ДВР А17ДВРМ АУ17ДВРМ А20Д
А20Д-1 А23-2 А23В А23ДМ А23ДВМ
Bosch W9A WR9A W8B W8BC WR8B W8C
W8D WR8DC W7B W7C W7D W7DC WR7D WR7DC
FR7DCY W6C W5A W6B W5CC W5DC
NJK B4H BR4H BP5H BP5HS BPR5H
B5EB BP5E BPR5E BPR5ES BP6H BP6EM BP6E BP6ES
BPR6ES BCPR6ES B7E B8H BP8H B8ES BP8ES
Denso W14F W14FR W16FP W16FP-U
W14FPR W17E W16EX W16EXR W16EX-U W20FP W20EA W20EP W20EP-U
W20XR W20EPR-U Q20PR-U W22ES W24FS W24FP W24ES-U
W24EP-U
Как использовать эту таблицу во избежание калильного зажигания
Приведем пример того, как выбрать свечи зажигания для популярного кроссовера Nissan Juke. Эта машина комплектуется тремя видами двигателей. Двигатели HR15DE, MR16DDT и HR16DE имеют существенные различия. И не только объемом (1.5 литра и 1.6 литра соответственно), но и способом достижения номинальной мощности.
HR15DE это обычный нефорсированный двигатель мощностью 109 л.с. Исходя из таблицы получаем, что оптимальное калильное число свечей зажигания по отечественной шкале для этого двигателя равно 17. Это соответствует цифрам 7 на свечах «Бош», от 5 до 6 на маркировке NJK и цифре 20 на японских свечах Denso.
MR16DDT – турбированный двигатель объемом 1.6 литра и мощностью 188 л.с. Для этого двигателя явно требуются «холодные» свечи, с калильным числом от 20 до 23 по «русской шкале», и от 6 до 5 по шкале Bosch, от 7 до 8 NJK и от 22 до 24 по шкале Denso.
Самым проблемным остается выбор свечей для двигателя HR16DE. Он хоть и не форсированный, но его мощность выше чем у HR15DE — 117 л.с. Литровая мощность у этих двигателей 73.1 и 72.6 соответственно.
Поэтому если «Жука» с нефорсированным, но большим по мощности мотором, эксплуатировать в более жестких условиях, то ему больше подойдут «холодные» свечи. Но все это можно определить лишь на практике.
Практические способы определения соответствия типа свечи
Практический способ определения пригодности данного типа свечи двигателю по внешнему виду точен, если только зажигание выставлено правильно и в целом «здоровье» двигателя не вызывает сомнений. Итак:
• Нормально подобранная свеча имеет на центральном и боковом электроде тонкий светло-серый или бежевый нагар;
• Сильно «замасленные», покрытые толстой копотью электроды могут говорить не только о том, что двигателю нужна свеча с меньшим калильным числом (более горячая), но и то, что предельно изношена поршневая группа;
• Обгоревшие электроды со следами коррозии и выбоинами, вплоть до почти полного выгорания бокового электрода, говорят о том, что свеча слишком «горячая».

www.drive2.ru

Калильное зажигание свечей – причины возникновения

Калильное зажигание это процесс перегорания топливной смеси при непрерывном контакте с нагретыми элементами двигателя. Подобное явление нередко происходит до самого момента появления искры от свечей зажигания, перерастая в процесс горения, который невозможно проконтролировать.

Существует два типа подобного явления. В первом случае такой вид зажигания используют для воспламенения смеси специально, а во втором – принято считать опасным для работы всего агрегата. Необходимо достаточно подробно рассмотреть эти процессы, чтобы точно знать, какими могут быть причины возникновения.

Причины появления проблемы

Одной из самых главных и вероятней часто встречающихся причин считают небольшое калильное число свечей зажигания. Оно вызывает перегрев и дальнейшее возникновение этого явления. Бороться с подобной проблемой невероятно легко, ведь нужно просто выбрать те свечи, которые рекомендуют производители автомобиля. Подобрать их можно с помощью таблицы, находящейся в интернете или автосервисе.

Также зажигание может быть спровоцировано незначительным перегревом клапанов или поршня. Причинами этого часто служат:

  • топливо с незначительным октановым числом;
  • неправильная работа клапана;
  • повреждения поршня или его части;
  • не очень мощный двигатель;
  • некорректная регулировка клапана.

Все факторы, которые не совсем положительно влияют на работу двигателя вызывают его перегрев, а это уже приводят к калильному зажиганию.

Признаки проявления проблемы

Разнообразные отложения, которые появляются на стенах камер сгорания, как раз могут стать причиной появления калильного зажигания. Это часто случается, если у транспортного средства стоит двигатель с большим рабочим ресурсом. Чтобы предотвратить такое явление, необходимо периодически протирать все детали, на которых образовывается налет.

Опытные водители смогут определить тот самый опасный момент сразу же после выключения зажигания. Двигатель при этом не глушится, а смесь топливная продолжает детонировать во время воспламенения. Можно в это время наблюдать превышенное количество холостых оборотов, а мотор автомобиля работает не совсем стабильно, даже слышны сильные хлопки под капотом.

Как обезопасить автомобиль и его двигатель

Если водитель смог сразу заметить подобное явление, то это значит только то, что автомобиль нуждается в ремонте. В это время все кольца и колпачки заменяются на более новые, проверенные. Самостоятельно невозможно отремонтировать двигатель без знаний и специальных инструментов. Ремонт, конечно, дорогостоящий и емкий, но лучше потратиться, чтобы не уничтожить собственный автомобиль. Как только ремонт будет закончен, двигатель будет работать тише, а шум и стуки исчезнут.

Необходимо не забывать о некоторых мерах профилактики, чтобы снова не сталкиваться с проблемой калильного зажигания.

  1. Стоит правильно выбирать свечи, которые рекомендованы автопроизводителями.
  2. Все элементы сложной системы двигателя должны всегда быть чистыми.
  3. Водителю нужно следить за температурными показателями двигателя, не допуская перегрева.
  4. Топливо обязательно стоит выбирать лучшего качества.
  5. Угол опережения зажигания должен быть проверенным и отрегулированным.
  6. Необходимо контролировать общее состояние поршня и клапана.
  7. Без особой причины не перегружать силовой агрегат.
 

Если соблюдать эти простые правила, то никаких проблем с автомобилем не возникнет. Все зависит только от водителя, которому эта машина действительно дорога.

Конечно, не стоит забывать о той опасности, что может возникнуть. Если не предотвратить поломку, то двигатель будет работать даже после его выключения. Он выйдет из строя, что негативно отразится на работе всей системы. Водителям стоит внимательнее относиться к своим средствам передвижения и по возможности менять необходимые детали.

На сегодняшний день больше автомобилей с искровым зажиганием, но вот такая проблема может все равно возникнуть. Особенно это касается более современных автомобилей, в которых не исключен поджог смеси после накала.

Читайте также:

carprice-info.ru

Калильное зажигание: причины, как определить

Перед тем как подробно описать понятие «калильное зажигание», необходимо отметить два типа этого явления. В первом из них этот вид зажигания специально используется для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя, а второй тип принято считать опасным для нормальной работы силового агрегата. Поэтому стоит подробно рассмотреть оба процесса, дабы знать все причины возникновения опасного калильного зажигания; правильно определить первые признаки его появления, чтобы в дальнейшем обезопасить двигатель от непредвиденного выхода из строя.

Газообмен в теории

Начать стоит с того, что ранее для воспламенения топливной смеси в цилиндрах мотора не использовались искровые свечи, а была специальная, предварительно разогреваемая до определенной температуры, калильная трубка (головка). Подобная система уже давным-давно «канула в лету», и сегодня используется разве что на маломощных дизельных моторах. Калильное зажигание было полностью вытеснено искровым, и сегодня его ошибочно путают с детонацией. Но калильный тип воспламенения топливной смеси и ее детонация, абсолютно разные явления.

При возникновении процесса детонации происходит взрывное горение топлива с непременным появлением ударной волны. А калильное зажигание сопровождается нормальным сгоранием смеси, правда, с несколько ранним ее воспламенением.

Последствия неправильного момента зажигания

Заметим, что между калильным типом воспламенения и детонацией существует определенная взаимосвязь, а именно: в большинстве случаев появление детонации, характеризующееся повышенной тепловой нагрузкой на детали силового агрегата, приводит к возникновению калильного зажигания, которому свойственно раннее воспламенение топлива, что приводит к снижению мощности и перегреву двигателя. Калильное зажигание еще опасно тем, что мотор может продолжать работу даже после его выключения.  И если вовремя этот процесс не устранить, двигатель может попросту выйти из строя.

Причины самопроизвольного возникновения калильного зажигания

Одной из его возможных причин принято считать низкое калильное число свечей зажигания, вызывающее их перегрев и возникновение этого явления. В таком случае бороться с подобной проблемой достаточно просто: необходимо остановить свой выбор на свечах, рекомендованных производителем авто и обладающими более высоким калильным числом. Правильно их подобрать поможет соответствующая таблица, которую можно найти в сети Интернет либо в автомобильных справочниках. Также эта таблица содержит информацию о взаимозаменяемости свечей и помогает сделать их правильный выбор под определенный тип мотора.

Помимо этого, калильное зажигание может быть вызвано перегревом выпускного клапана либо поршня. Причины этого:

  • топливо с низким октановым числом;
  • некорректная работа выпускного клапана;
  • повреждения поршневой части;
  • маломощный двигатель;
  • неправильная регулировка выпускного клапана.

Также описываемое явление является следствием неправильно отрегулированного угла опережения зажигания, длительной работы силового агрегата при максимально допустимой нагрузке, забитой системы охлаждения. Говоря проще, факторы, которые негативно влияют на двигатель и вызывают его перегрев, приводят к появлению такого опасного явления как калильное зажигание.

Признаки появления калильного зажигания

Заметим, что на транспортных средствах, имеющих двигатель с большим рабочим ресурсом, причиной появления калильного воспламенения являются углеродистые отложения на стенках камеры сгорания. Чтобы полностью исключить появление опасного для силового агрегата явления, достаточно периодически очищать поверхности деталей от образовывающегося на них налета.

Более опытные владельцы автотранспорта определяют наступление опасного момента после выключения зажигания. При этом двигатель не глушится, а топливная смесь внутри его цилиндров продолжает детонировать при воспламенении. Вместе с этим на тахометре наблюдается повышенное число холостых оборотов, а мотор транспортного средства работает нестабильно, слышны сильные хлопки в области капота.

Как уберечь двигатель
Как только было замечено подобное явление, значит, силовой агрегат автомобиля нуждается в проведении капитального ремонта. В ходе его выполнения, выработавшие свой ресурс, маслосъемные колпачки и кольца поршней заменяются новыми. Без определенных знаний и наличия соответствующих инструментов самостоятельно отремонтировать двигатель не представляется возможным. Как правило, ремонт силового агрегата достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс, цена которого и сроки выполнения полностью зависят от износа составных частей и деталей. После его проведения появление этого опасного явления будет устранено, вместе с этим двигатель будет работать намного тише, исчезнут шумы и посторонние стуки.

Определив, что влияет на возникновение калильного воспламенения рабочей смеси, в завершении публикации стоит упомянуть о мерах профилактики:

  1. Правильный выбор свечей зажигания, основанный на рекомендациях автопроизводителя. Свечи обязательно должны иметь предписанное калильное число.
  2. Профилактика неисправности системы охлаждения силового агрегата, которая заключается в постоянном поддержании ее пропускной способности. Это означает, что все элементы системы должны находиться в чистоте, а патрубки не быть завоздушенными.
  3. Следить за температурой двигателя и не допускать возникновение его перегрева.
  4. Использовать только качественно топливо, которое имеет необходимо октановое число.
  5. Выполнять периодическую проверку и регулировку угла опережения зажигания.
  6. Контролировать состояние выпускного клапана и поршневых колец.
  7. Не подвергать силовой агрегат чрезмерным нагрузкам без необходимой на то причины.

Соблюдение этих простых правил поможет продлить ресурс работы двигателя автомобиля и сэкономить кругленькую сумму в случае его поломки.

autolirika.ru

ИЖ 2125 зеленый мустанг › Бортжурнал › Детонация. Калильное число свечей зажигания. Калильное зажигание.

На старых карбюраторных моторах* наблюдался иногда такой эффект: ключик поворачиваешь, вытаскиваешь, а мотор продолжает работать. Происходило это из-за калильного зажигания — электроды свечей зажигания раскаляются настолько, что поджигают смесь даже без искры.
*) Потому что нужна не только искра, но и смесь, во впрысковых машинах подачи смеси при выключенном зажигании, естественно, нет.

Источником калильного зажигания могут быть не только электроды свечи зажигания, но и другие сильно разогретые детали. Например, выпускные клапана или нагар в КС.

То, что мотор продолжает работать без искры — просто пример. Гораздо важнее, что происходит в моторе при его работе. Например, от калильного зажигания может происходить детонация (взрывное горение Топливо-Воздушной Смеси) или может поджигать смесь раньше, чем требуется (чем искрой). Это всё не лучшим образом сказывается как на работе двигателя (мощности и моменте), так и на его ресурсе.

И что-же? Получается, надо брать самые «холодные» свечи? Оказалось, что нет. Нагрев электрода свечи играет важную роль в качестве поджига ТВС. Если поставить слишком «холодные» свечи, можно получить пропуски зажигания, не говорю уже о падении мощности и КПД.

Какие-же свечи брать? Все почему-то смотрят на фирму-изготовителя, материал и форму электродов, их количество, зазор, … . И почему-то я ни разу не видел и не слышал жарких обсуждений самого важного параметра свечи — КАЛИЛЬНОГО ЧИСЛА. Материал свечи на первых порах не важен, зазор можно «подрихтовать», а многоэлектродные свечи не дают сразу много разрядов, как можно было бы подумать, зато дают дают нестабильный разряд — то на один, то на другой электрод. По крайней мере, у меня все движки на свечах с обычными электродами, работали ровнее, чем на многоэлектродных.

Зато был случай, когда купил крутые свечи под 98й бензин, а мотор как начал троить и не ехать. А потом поставил «родные» Д17А и всё чудесным образом вылечилось! А было это потому что мотор был под 76й бензин и бензин, соотв., 76й. Или 80й. Так вот это «17» и есть калильное число. А на «тех» свечах было вроде 22.

Все мы помним про цикл Карно и как увеличить его КПД. Но ЕЩЕ КПД ОЧЕНЬ СИЛЬНО зависит от того, как проходит процесс горения. А влияет на него множество факторов — от мощности искры до формы КС (вспомним пресловутый «Хеми», на самом деле, Semispherical или полусферический). Еще очень важно, как поджигать и как поджигается. Т.к. процесс «лавинный» и может идти по нескольким сценариям.
Давайте разберемся, какие факторы в двигателе влияют на поджиг смеси.
1. СЖ — Степень сЖатия (является х-кой двигателя, изменить можно, но сложно — надо менять поршни или сошлифовывать голову).
2. ОЧ — Октановое Число бензина (это — проще всего). Чем оно выше — тем более детонационно-стойкий бензин — тем хуже он загорается — хуже (медленнее) горит и тем выше ему нужна изначальная температура, возникающая вследствие адиабатического сжатия, чтобы успеть сгореть, грубо говоря, чем выше ОЧ — тем выше д.б. СЖ и наоборот.
Если мы будем кормить высоко форсированный ДВС (с высокой степенью сжатия) бензином с низким ОЧ, это приведет к тому, что смесь будет воспламеняться самопроизвольно, что приведет к детонации и может привести к разрушению ЦПГ (про мощность/КПД уже речи не идет).
Если же наоборот накормить ДВС с низкой степенью форсирования (малой СЖ) бензином с высоким ОЧ, то тоже ничего хорошего не будет. Недосжатый/недогретый бензин будет плохо и не до конца сгорать, как следствие — потеря мощности (по сравнению с расчетным бензином) и прогар выпускных клапанов т.к. сгореть не успевает и через клапана выходит еще горящая смесь. Осаждение бензина на стенках цилиндра — смывание масла — … . Образование копоти — закоксовка КС и колец, … .
Все мы (кто учил физику в школе), помним, что поднять КПД тепловой машины с циклом Карно можно, повысив СЖ. Но тут нас поджидает враг, ограничивающий СЖ — детонация. Т.е. СЖ и соотв, КПД/мощность повышают, НО это требует более высокооктанового бензина.
Есть такая закономерность: современные движки под бенз с высоким ОЧ меньше кушают (в основном — за счет повышенной СЖ). И почему-то считают, что если налить бОлее октанового бензина в ДВС с низкой СЖ — тоже получим экономию. НЕТ!
Еще детонация лучше возникает на бедной смеси. Соотв, чтобы ее избежать, надо более богатую смесь при прочих равных. Этим объясняется изменение аппетитов современных моторов на разном бензине. Просто с низким ОЧ мозги получают «сигнал» с Датчика деТонации и обогощают смесь/позднят зажигание — получается, что льется больше бензина и теряется мощность (за счет УОЗ) — надо бОльше давить тапку чтобы так-же ехать.
3. КЧ — Калильное Число свечи зажигания (тоже не сложно изменить). Оно фактически определяет температуру электрода и соотв. температуру смеси вблизи него. Чтобы было хорошее зажигание, эта температура д.б. в районе граничной с калильным зажиганием.
4. Степень обогащения смеси. Чем богаче — тем равномернее горит. Обедненные смеси более склонны к взрывному горению. Этим заведуют «мозги» (меняется только перепрошивкой топливных карт, иначе говоря, чип-тюнингом). В карбюраторах — жиклеры с диффузорами (тоже не сложно).

Давайте разберемся с Калильным Числом.
Кали́льное число́ — величина, характеризующая свечу зажигания, пропорциональная среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи).

Российская промышленность выпускает свечи зажигания с калильными числами 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26.
За рубежом не существует единой шкалы калильных чисел
«Горячие свечи» — калильное число между 11 и 17 (8 не видел). Используются в агрегатах с низкой степенью форсировки.
«Средние» — от 17 до 19. Используются стандартных сейчас в атмосферниках под 92-95й бензин.
«Холодные» свечи 20 — 26. Используются в высоко форсированных двигателях под 98й бензин, а также турбированных движках.
Понятно, что разделение не четкое, а «в общем и целом». Но закономерность понятна: Чем выше литровая мощность двигателя, чем выше степень сжатия, номинальная частота вращения, тем больше должно быть калильное число.

Отечественные свечи имеют маркировку, соответствующую калильному числу.
А вот «супостаты» обозначают свечи абы как:

Примерное соответствие калильного числа и западных обозначений.

Таблица взаимозаменяемости свечей по калильному числу от разных производителей

Отечественная свеча с калильным числом 26 будет холодной, а вот свеча японской марки Champion с таким же индексом – максимально горячей. Калильное число свечей зажигания NGK можно определить по самой свече – если деталь более горячая, то юбка изолятора будет более длинной.

Калильное число зависит от материалов, формы, размеров электродной части свечи.
Часть параметров можно узнать из маркировки.
Для тех, кто не знает, как узнать калильное число свечей зажигания, его можно выяснить у производителя по самой свече или же определить по маркировке.

Например, маркировка NGK

Картинки и чуть-чуть текста сперто с www.syl.ru/article/244834…vechi-zajiganiya-tablitsa
Также с Википедии. Текст в основном мой.

www.drive2.ru

Причины, признаки и выбор свечей – Основные средства

А.Дмитриевский, к.т.н., ГНЦ РФ НАМИ

В предыдущем номере нашего журнала было дано описание признаков и причин появления детонации. Но наиболее опасным аномальным процессом сгорания является калильное зажигание, возникающее еще до появления искры от перегретого источника воспламенения. Так начинается неуправляемый процесс сгорания. Преждевременное воспламенение приводит к увеличению давления и температуры в цилиндре. Из-за этого воспламенение в следующих циклах начинается все раньше и раньше и так до тех пор, пока что-то не выйдет из строя. В лучшем случае сгорит электрод свечи или расколется изолятор (при этом на короткий промежуток времени может появиться стук в двигателе, затем поршень раздробит осколок изолятора и стук прекратится). В худшем случае произойдет «задир» поршня или прогорит его днище (рис.1 и 2).

Вероятность появления калильного зажигания, так же как и других видов аномального сгорания, зависит от химического состава бензина, наличия в нем ароматических углеводородов, его фактического октанового числа (ФОЧ), степени сжатия конкретного двигателя, угла опережения зажигания, температурного режима двигателя, температуры и состава рабочей смеси. В отличие от детонации калильное зажигание возникает при высокой частоте вращения (конечно при большой нагрузке) и сопровождается глухими стуками, которые даже опытный водитель обычно не слышит из-за общего высокого уровня шума при движении с высокими скоростями. При этом на 10–15% снижается мощность. По падению мощности установить появление калильного зажигания можно только при движении с полностью открытой дроссельной заслонкой (при подъеме, движении с максимальной скоростью, когда скорость автомобиля неожиданно уменьшается). Но при движении по ровной дороге установить начало калильного зажигания сразу не удается.

К числу аномальных процессов сгорания в бензиновых двигателях относится и работа двигателя с самовоспламенением всего заряда рабочей смеси при выключении зажигании (процесс аналогичен дизельному). Его часто неправильно называют калильным зажиганием (калилкой). Из-за низкой частоты вращения коленчатого вала (100-200 об/мин) работа происходит с резкими рывками и стуками. Появление такого рода воспламенения может косвенно свидетельствовать об ухудшении теплоотдачи, например из-за чрезмерного отложения нагара в камере сгорания или повышенной склонности топлива к самовоспламенению. Для устранения этого явления большинство зарубежных карбюраторов и некоторые отечественные (ДААЗ-2103, 2106) снабжены специальными электромагнитными клапанами (Антидизель), отключающими подачу топлива через систему холостого хода при выключении зажигания. Большинство отечественных карбюраторов, таких как К-131, К-151 ( малотоннажные автомобили ГАЗ и УАЗ), ДААЗ-2105, 2107, 2108 и их модификации оснащены экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) для отключения подачи смеси при торможении двигателем. При выключении зажигания клапан ЭПХХ также отключает подачу смеси, предотвращая работу двигателя с самовоспламенением. Если двигатель, оснащенный этой системой, все же работает с самовоспламенением, необходимо ее проверить (обычно заедает клапан ЭПХХ или бывает прорвана мембрана). В двигателях без клапана ЭПХХ или Антидизеля самовоспламенение иногда удается устранить путем регулирования карбюратора. Необходимо уменьшить частоту вращения на холостом ходу. За счет уменьшения количества подаваемой смеси ее температура и давление в цилиндре падают и самовоспламенения при работе на нормальном бензине не происходит.

Ну а теперь вернемся к калильному зажиганию. Чтобы предотвратить появление калильного зажигания, важно не допускать работы на топливе с октановым числом ниже рекомендованного инструкцией, систематически проверять, правильно ли установлено зажигание, устанавливать свечи, соответствующие только данному двигателю.

При слишком раннем зажигании во время разгона на низкой частоте работы двигателя появляется детонация, которую водитель хорошо слышит и переходит на понижающую передачу. Но это является одновременно предупреждением о низком качестве бензина, перегреве двигателя или неправильно установленном зажигании, что при высоких числах оборотов может привести к появлению калильного зажигания. Поэтому необходимо установить более позднее зажигание. Бывают случаи неожиданного перехода на слишком раннее зажигание, например, если отваливается контактная пластина у прерывателя, угол опережения зажигания увеличивается на 10–15 градусов, а двигатель может продолжать работать некоторое время, достаточное для сгорания свечи или прогара поршня.

Определение появления калильного зажигания в лабораторных условиях производится специальным прибором, фиксирующим изменение сопротивления искрового промежутка свечи за счет ионизации при воспламенении смеси еще до появления искры от катушки зажигания. Но в отличие от датчика детонации таких приборов в эксплуатации еще нет.

Одной из наиболее вероятных причин появления калильного зажигания является слишком высокая температура центрального электрода свечи или ее изолятора. Их температура зависит прежде всего от поверхности (длины) юбки изолятора — чем больше поверхность, тем «горячее» свеча. В двигателях с высокой литровой мощностью, особенно с турбонаддувом, а также в двигателях с воздушным охлаждением и в двухтактных двигателях приходится ставить более «холодные» свечи.

Для надежной работы двигателя необходимо устанавливать свечи в соответствии с рекомендацией завода-изготовителя двигателя. Но при эксплуатации автомобиля часто возникают ситуации, требующие квалифицированного подбора ее марки. Прежде всего – это желание поставить более надежные свечи специализированных зарубежных фирм. Второе – это вынужденная необходимость использовать время от времени бензин с пониженным против рекомендованного октановым числом. Наконец, нельзя не учитывать эксплуатационные условия, приводящие к работе двигателей длительное время на повышенных оборотах.

Причиной появления калильного зажигания может быть производственный разнобой в фактических степенях сжатия. Степень сжатия часто увеличивается в процессе капитального ремонта двигателей, например, при расточке цилиндров, при фрезеровании нижней плоскости головки цилиндров. Кроме того, за счет появления накипи в системе охлаждения повышается температурный режим поверхности камеры сгорания. Все это приводит к увеличению вероятности появления не только детонации, но и калильного зажигания. А следовательно, необходимо установить и более «холодные» свечи.

Как же разобраться во всем многообразии свечей, появившихся последнее время в продаже? Для выбора свечи следует воспользоваться каталогом ведущих фирм, в котором приводятся марки свечей для всех основных моделей автомобилей (включая и отечественные), мотоциклов, двигателей для сельхозтехники и даже для снегоходов и моторных лодок. Ну а если каталога нет, можно воспользоваться приведенной ниже таблицей 1 и расшифровкой обозначений свечей отечественного и зарубежного производства, приведенной в конце статьи.

Основным параметром, характеризующим тепловой режим работы свечи, а, следовательно, и склонность к калильному зажиганию, является ее калильное число. Наиболее удобное обозначение калильного числа, которое раньше было принято большинством европейских фирм, по времени в секундах, после которого начинается калильное зажигание при испытании свечи на специальной одноцилиндровой установке. Чем больше калильное число, тем свеча «холоднее» и может устанавливаться на форсированные двигатели. Последние годы большинство фирм все запутало, перейдя на условные обозначения свечей. Калильное число отечественных свечей маркируется по среднему индикаторному давлению в цилиндре специальной установки, при котором начинается калильное зажигание (от 9 до 26 кгс/см2). Это число примерно в 10 раз меньше, чем старое обозначение в секундах.

Как проверить, соответствует ли поставленная свеча вашему двигателю? После пробега примерно 1000 километров, следует вывернуть свечи, пометив, из какого цилиндра каждая из них. Они много расскажут вам о состоянии двигателя. Когда изолятор светло-коричневый, бурый или светло-серый – значит калильное число выбрано правильно (рис.5). Черный матовый нагар на изоляторе и корпусе (рис.6) – признак работы на переобогащенной смеси или калильное число свечи слишком высокое. В этом случае необходимо проверить регулировку карбюратора или системы впрыска (например по газоанализатору). Если с регулировкой все в порядке – вашему двигателю требуется более «горячая» свеча. Блестящий маслянистый черный нагар (рис.7) свидетельствует о попадании в цилиндр смазки через поршневые кольца, направляющие втулки впускного клапана или систему вентиляции картера. Увы! Двигателю необходим ремонт. Изолятор снежно-белой окраски (рис.8) – признак работы свечи на предельно допустимом тепловом режиме. Причина: слишком раннее зажигание, очень горячая свеча или переобеднение смеси. Проверьте регулировки системы питания, характеристики автомата опережения зажигания и, если они в норме, подберите более холодную свечу.

Таблица 1 Момент затяжки свечей
Диаметр
резьбы
Материал головки
  Чугун Алюминий
мм Нм кгсм фунт•сила•фут Нм кгсм фунт•сила•фут
18 35-45 3,5-4,5 25,3-32,5 25-35 2,0-3,5 14,5-25,3
14 25-35 2,5-3,5 18,0-25,3 25-30 2,5-3,0 18,0-21,6
12 15-25 1,5-2,5 10,8-18,0 15-20 1,5-2,0 10,8-14,5
10 10-15 1,0-1,5 7,2-10,8 10-12 1,0-1,2 7,2-8,7
18 20-30 2,0-3,0 14,5-21,6 20-30 2,0-3,0 14,5-21,6
14 10-20 1,0-2,0 7,2-14,5 10-20 1,0-2,0 7,2-14,5

Но даже в одном двигателе свечи могут оказаться в различном состоянии. Это бывает от неравномерного распределения смеси по цилиндрам, повышенного износа в одном из цилиндров, перегрева (обычно последнего цилиндра), «разброса» между цилиндрами углов опережения зажигания и фактической величины степени сжатия. Чтобы иметь запас по калильному числу, можно посоветовать иметь два комплекта свечей: для лета – более холодные, для зимы – горячие.

А почему бы не поставить заведомо более «холодные» свечи? Дело в том, что у «холодной» свечи, имеющей короткий конус изолятора и, следовательно, низкую температуру, не происходит его самоочищения. Постепенно изолятор покрывается нагаром, при пуске, прогреве и после длительной работы на режиме торможения двигателем, например при спуске с горы, на нем выпадает конденсат, он шунтируется, и начинаются перебои зажигания. Результат – повышенный выброс углеводородов и увеличенный расход топлива.

Температура центрального электрода свечи, вызывающего калильное зажигание, зависит от длины конуса изолятора, длины резьбы, материала головки (алюминий или чугун), способа охлаждения (жидкостное или воздушное) и особенностей конструкции свечи. Последнее время большинство фирм выпускают свечи с биметаллическим центральным, а иногда и боковыми электродами свечи (медный электрод, покрытый жаростойким материалом)(рис.9). Это позволяет снизить температуру электрода при достаточно большой поверхности конуса изолятора и его повышенной температуре, обеспе-чивающей самоочищение при работе. В результате одна марка такой свечи охватывает по тепловым характеристикам две-три марки свечей старой конструкции. Другим оригинальным решением является изготовление миниатюрного центрального электрода из платины, не выступающего из изолятора. Особо холодные свечи с калильным числом от 300 и выше для форсированных двигателей изготавливаются с серебряным (а иногда и золотым) электродом и очень короткой юбкой изолятора.

Зачем делают несколько боковых электродов? Дело в том, что при этом упрощается обслуживание двигателя за счет увеличения пробега между регулировками искровых промежутков свечей. Например, при исходном искровом промежутке 0,5 мм перебои в зажигании начинаются лишь при его увеличении до 0,9–1,0 мм. У свечей с несколькими электродами пробег до достижения такого же зазора увеличивается в несколько раз. Поэтому можно сразу устанавливать больший исходный зазор (0,8 мм), что улучшит работу двигателя на режимах пуска и прогрева. Заметных улучшений мощностных и экономических показателей не наблюдается.

При боковом расположении электрода массы, его рабочая поверхность часто выполняется цилиндрической, чтобы искровой промежуток имел постоянную величину.

Несколько практических советов

Не рекомендуется очищать свечи в пескоструйном аппарате, так как при этом разрушается поверхность изолятора. Лучше опустить ее на некоторое время в растворитель, бензин или применить специальный аэрозоль. Затем деревянной палочкой очистить изолятор, электроды, корпус и продуть их сжатым воздухом.

При регулировке искрового промежутка свечей следует пользоваться только круглыми щупами, ведь из-за неравномерного выгорания электродов или при цилиндрической поверхности электродов от пользования плоскими щупами фактический зазор может оказаться больше замеренного (рис.10).

Не стоит слишком сильно затягивать свечу. Для свечей с резьбой 14х1,25, устанавливаемых в алюминиевую головку цилиндров, момент затяжки должен быть в пределах 20–30 Н•м (2–3 кгс•м) – при плоском седле и 10–20 Н•м – при коническом. При короткой резьбе (9,5–12,7 мм) момент затяжки берут ближе к нижнему пределу, при длине резьбы 19 мм – ближе к верхнему. Если нет под рукой динамометрического ключа, то свечу с новой прокладкой заворачивают до упора без усилия, а затем поворачивают ключом с усилием на 80–90 градусов. При старой прокладке угол поворота ключа с усилием должен быть меньше. У свечей с коническим уплотнением поворот ее с усилием производится только на 15 градусов. При затягивании и отворачивании свечей желательно пользоваться ключами, имеющими приспособления для захвата ее за верхний контакт и карданное сочленение, предупреждающее поломку изолятора.

Длина резьбы корпуса свечи и способ его уплотнения (по торцу с прокладкой или по конической поверхности) должны соответствовать конструкции головки цилиндров.

При покупке следует опасаться свечей, выпускаемых «по лицензии ведущих фирм» в других странах или просто подделок под известные марки. Как правило, такие свечи имеют меньший ресурс работы и большой разброс по калильным числам, что может привести к выходу из строя всего двигателя.

По внешнему виду отличить подделку можно по плохо выполненной упаковке, смазанному рисунку на ней, плохо обработанному шестиграннику свечи, чуть перекошенной надписи. Но лучше всего покупать свечи в «солидных» магазинах и всегда иметь пару надежных свечей в запасе.

Таблица 2

os1.ru

что это и чем отличается от детонации?

Сейчас в большинстве автомобилей используется искровая система зажигания. Калильное зажигание же широко применялось до изобретения искрового. Однако на современных автомобилях может произойти поджог смеси путём накала и это считается негативным инцидентом.

Чтобы разобраться, в чём суть этого эффекта, отчего он появляется и в чём его отличие от детонации, для начала рассмотрим, что собой представляет процесс калильного зажигания.

Процесс калильного зажигания

Как видно из названия, в самой сути этого процесса лежит накал элемента. Ранее, когда такая система применялась намеренно, в машинах устанавливалась специальная накаливаемая головка, которая, разогреваясь, поджигала горючую смесь.

Паразитный эффект

Сейчас же при непроизвольном зажигании от накала роль такой головки выполняют перегревшиеся детали. Этот эффект называется также паразитным и не является нормой. Он может проявиться на машинах, в которых применяется искровое воспламенение горючей смеси.

Причины калильного зажигания

Чаще всего в роли накалившегося элемента системы выступает изолятор свечи зажигания.

Также причиной КЗ может стать нагар на свече. Однако он должен быть махровым и рваным.

Отчего же происходит такое накаливание? Причины известны любому специалисту:

  1. Причиной перегрева изолятора может являться установка свечи с неверным калильным числом.
  2. Неправильно настроенная система поджога смеси, воспламенение в которой смещено в сторону слишком ранней фазы, может привести к перегреву элементов.
  3. Автомобиль слишком долго эксплуатировали на высоких оборотах. Из-за этого элементы системы просто не успевали охладиться и накалились.
  4. Неправильно отрегулирован механизм газораспределения. Это является причиной того, что отверстие, через которое выпускаются газы, закрывается неплотно. При этом сам выпускной клапан или поршень могут перегреться.

Признаки калильного зажигания

Проблема распознания зажигания от накала заключается в том, что его симптомы весьма размыты и могут быть признаками огромного множества недугов автомобиля.

Автолюбители рассказывают о провалах мощности при больших нагрузках и глухих стуках в двигателе, которые можно распознать только при движении на небольшой скорости в салоне автомобиля с превосходной шумоизоляцией.

Отличия калильного зажигания от детонации

Многие автолюбители слышали про понятие детонации и даже в общих чертах представляют, что это такое. Но стоит рассказать, как отличить её от КЗ.

Горение топливовоздушной смеси

Дело в том, что при детонации происходит неправильное горение топливовоздушной смеси. При КЗ же не нормативен только поджог смеси, а её горение происходит в обычном режиме.

При детонации поджигание смеси происходит со скоростью, превышающей скорость звука. Грубо говоря, в цилиндре происходит небольшой взрыв. При КЗ же смесь воспламеняется с такой же скоростью, с которой она воспламенялась бы от электрической искры.

Признаки

КЗ сопровождается глухими постукиваниями в двигателе, а детонация — металлическим скрежетом.

Последствия

Детонация считается более опасным явлением.

При детонации разрушается масляная плёнка, что способствует ускоренному изнашиванию деталей из-за сухого трения. Взрыв при детонации может нанести механические повреждения деталям. Из-за детонации двигатель может перегреться. Длительная езда с условием детонации может привести к необходимости капитального ремонта или замене двигателя.

Последствия калильного зажигания не так глобальны, но тоже сулят неприятностями.

При КЗ испортятся свечи зажигания и их изоляторы. Могут образоваться задиры на зеркале цилиндров и поршне. Также у поршня может прогореть дно. Поршневые детали может попросту заклинить.

Как исправить или избежать калильного зажигания?

Исправляем паразитный эффект

Излечить подобное недомогание автомобиля несложно. Лучше это сделать, пока не появились неприятные последствия негативного эффекта. Для этого, возможно, достаточно будет заменить свечи зажигания вместе с изоляторами.

Также обратитесь к специалистам. Пусть они проверят, правильно ли у вас настроены механизмы поджога смеси и газоотведения. Возможно, именно в них кроется причина калильного, а не искрового зажигания смеси.

Если приходится использовать автомобиль на больших оборотах, позволяйте ему немного передохнуть.

Не допускаем паразитного эффекта

Для того чтобы смесь в вашем автомобиле воспламенялась только от электрической искры, регулярно проверяйте свечи на наличие нагара, так как он может накаливаться не хуже изолятора.

Внимательно настраивайте механизм поджога смеси (если делаете это самостоятельно), не допускайте его смещения к более ранней фазе. И лучше самостоятельно не корректируйте механизм газоотведения, а обратитесь к специалистам. Ну и конечно, в машине должны быть установлены свечи с правильным калильным числом.

Свеча с правильным калильным числом

Правильное калильное число означает, что свеча раскалится только до той температуры, которая необходима для её очищения. Однако выделения такого количества тепла будет недостаточно для накала нагара или изолятора, поэтому воспламенения смеси не произойдёт.

Мы разберём, какие калильные числа (российской маркировки) подходят для автомобилей. Отметим, что цифры в маркировках означают время, за которое свеча разогреется до температуры, грозящей появлением КЗ.

  • Число от 20 до 26. Применяется на форсированных двигателях, созданных для работы на высоких оборотах. Это так называемые холодные свечи.
  • Число от 17 до 19. Свечи, которые подходят для использования в двигателях, не предусматривающих форсирование. Время накала такой свечи считается средним.
  • Число от 11 до 14. Подходят для использования в нефорсированных двигателях с малыми мощностями. Такие свечи называют «горячими».

Тот факт, что калильный вид поджога смеси ранее использовался на разных автомобилях (том же «Запорожце»), а затем был заменён искровым, вводит некоторых автолюбителей в заблуждение. Они считают, что это просто иной вид поджога смеси, в котором нет ничего плохого.

Однако не стоит забывать, что в технике любое отклонение от нормы может привести к печальным последствиям. Поэтому даже на недуг автомобиля, который кажется незначительным, нужно обратить внимание и принять меры по его устранению.

Не допускайте «болезни» своих машин, и удачи вам на дорогах.

Если кто-то из наших читателей уже сталкивался с паразитным эффектом или даже смог самостоятельно его устранить, мы будем рады прочитать об этом опыте в комментариях.

carextra.ru

Что такое калильное зажигание?

Калильное зажигание (КЗ) – самостоятельное возгорание топливно-воздушной смеси в результате контакта с перегретыми элементами в цилиндрах двигателя. Такое возгорание происходит до момента подачи искры от свечи зажигания и приводит к неконтролируемому процессу горения топливного заряда, росту давления и значительному повышению температуры силового агрегата.

По мере прогрессирования КЗ последующее воспламенение смеси становится все более ранним, нагрев деталей продолжает увеличиваться. Калильное зажигание может являться как результатом детонации, так и самостоятельной неисправностью. Результатом становится перегрев, разрушение свечей зажигания, появление задиров на стенках цилиндров, прогар днища поршня и т.п.

Частой причиной появления калильного зажигания являются: 

Калильное зажигание зачастую проявляется на работающем двигателе под нагрузкой в виде глухих стуков. Двигатель теряет мощность на 10-30%, наблюдается заметный перерасход топлива. В отдельных случаях КЗ становится причиной непродолжительной работы мотора после выключения зажигания, напоминая по характеру работы ДВС другое подобное явление под названием дизелинг.

Читайте также

krutimotor.ru

Калильное зажигание причины, свечи зажигания калильное число

Многие водители, наверное, слышали о таком явлении, как калильное зажигание, да что там слышали — знают, что это такое не понаслышке.

Причины калильного зажигания и методы устранения

Какие же бывают основные причины калильного зажигания? Давайте выясним:

1. Оно характеризуется тем, что топливо – воздушная смесь в цилиндрах двигателя воспламеняется не с помощью искры свечи зажигания в точно заданный момент, а произвольно, например, от раскаленных частичек нагара или от перегретого корпуса свечи, вернее, ее изолятора.

2. Также, появление калильного зажигания бывает от применения низкооктанового числа топлива и сбитого угла опережения зажигания.

Существуют конструкции двигателей внутреннего сгорания, в которых используется не искровая система зажигания, а именно калильное зажигание. Свечи в таких двигателях так и называются – свечи накаливания.

Правда, такие схемы встречаются довольно редко, а для традиционного двигателя возникновение калильного зажигания чревато самыми негативными последствиями и серьезными поломками двигателя, из-за неуправляемого процесса воспламенения смеси.

Хорошо если просто рассыпается изолятор свечи или сгорит электрод, а если случится задир поршня или он прогорит.

Так что лучше заранее предотвращать возникновение калильного зажигания. Для этого следует заправлять топливо с рекомендованным октановым числом для конкретного мотора, почаще проверять установку зажигания и эксплуатировать двигатель автомобиля с рекомендованными свечами зажигания.

Калильное число свечей зажигания

Чтобы избежать возникновения такого негативного явления, необходимо строго подбирать свечи по так называемому калильному числу, в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.

Калильное число свечей зажигания, показывает их тепловую характеристику. Известно, что свеча может нормально работать, если её изолятор имеет температуру около 600°С. Если температура свечи будет выше и приблизится к 900 градусам, может возникнуть калильное зажигание.

В свою очередь, недостаточный нагрев свечи также нежелателен, так как при низкой температуре свеча утрачивает способность самоочищаться от нагара и тогда отложившийся на электродах свечи нагар, помешает искрообразованию, и свеча перестанет нормально работать.

Так как двигатели имеют разную конструкцию и режимы работы, то температурный режим в камерах сгорания у них также будет отличаться. В соответствии с этим тепловые характеристики используемых в двигателях свечей, то есть их калильные числа так же отличаются.

Обычно свечи принято делить на горячие, у которых калильное число лежит в пределах 11 – 14, средние с калильным числом от 17 до 19 и холодные от 20. Можно считать, что чем больше калильное число свечи, тем она «холоднее».

Горячие свечи используются в тихоходных, малооборотистых и малофорсированных моторах, с относительно невысокой температурой в камерах сгорания, в свою очередь, холодные свечи рассчитаны на использование в высокофорсированных, высокооборотистых двигателях с большой температурой в камерах сгорания.

Нельзя самостоятельно «экспериментировать» с подбором свечей зажигания по калильному числу для двигателя автомобиля — в этом вопросе нужно руководствоваться только инструкцией по эксплуатации автомобиля, где указывается рекомендуемых тип свечей.

В случае работы двигателя при выключенном зажигании, необходимо включить вторую передачу, затормозить автомобиль с помощью тормоза и отпустить плавно педаль сцепления. Таким способом вы избавитесь от (дизелинга), такая неисправность возникает от самовоспламенения рабочей смеси и это не калильное зажигание, как думают ошибочно многие.

Потому что калильное зажигание может быть только у двигателя, который работает под нагрузкой, то есть, при высокой частоте оборотов.

Загрузка…

avto-i-avto.ru

Калильное зажигание — это… Что такое Калильное зажигание?

Кали́льное зажига́ние — это система зажигания, применявшаяся в двигателях внутреннего сгорания до изобретения искровой системы зажигания.

Принцип действия: воспламенение топливовоздушной смеси осуществлялось в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки.

История

Первые двигатели (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) в качестве системы зажигания имели калильную головку (синоним — калильную трубку). То есть, воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания. Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива.

Реалии

На бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающим воздушный промежуток свечи зажигания в заданный момент времени.

Паразитный эффект

Также калильным зажиганием называют негативный эффект, когда на двигателе с искровым зажиганием топливовоздушная смесь воспламеняется не от искры свечи зажигания, а от перегретых деталей. Чаще всего такой деталью является изолятор самой свечи зажигания (при использовании свечи с ненадлежащим калильным числом) или частицы нагара. В этом случае возможно даже продолжение работы двигателя после выключения системы зажигания, пока не перекрыта подача топлива (на карбюраторах стоят электромагнитные клапаны, перекрывающие подачу топлива при выключенном зажигании). Склонность свечи к накоплению теплоты характеризуется калильным числом.

Настоящее время

В настоящее время калильным воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях[1] (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.
Также калильное зажигание использовалось в отопителе салона автомобилей «Запорожец», в автобусах «Ikarus», автомобилях «Tatra» (только при запуске отопителя).
В настоящее время калильное зажигание широко применяется при запуске дизельных двигателей (облегчение запуска при низкой температуре). Дизельное топливо распыляется форсункой на предварительно нагретую накальную свечу, после запуска двигателя напряжение накала постепенно снижается.

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Как проверить свечи зажигания | Новости автомира

Свечи зажигания недаром называют важнейшим элементом зажигания в автомобилях с бензиновым или газовым двигателем. От эффективности их работы зависит топливная экономичность агрегата, его мощные показатели и стабильность работы. Эксплуатировать автомобиль с неисправными свечами не стоит. В отдельных случаях это может быть опасно, поскольку водитель рискует остаться в автомобиле с неработающим двигателем в незнакомом месте или заглохнуть посреди дороги. Avto.pro расскажет о неисправностях свечей зажигания и о том, как можно их можно проверить в гаражных условиях.

Коротко об устройстве и особенностях работы

Свечей зажигания называют устройство, ответственное за воспламенение (зажигание) топливовоздушной смеси в различных тепловых двигателях. Различают дуговые, каталитические, искровые свечи, свечи накала, плазменные воспламенители и прочие устройства. Автомобильные свечи зажигания делятся на устройства со скользящей искрой, искровым воздушным зазором, полупроводниковые, а также эрозийные и комбинированные. Наиболее распространены именно свечи с искровым воздушным зазором, иначе называемые электроискровыми свечами. В дальнейшем мы будем рассматривать именно их. Наиболее распространение конструкции таких свечей включают:

  • Корпус с внешней резьбовой частью и уплотнительным кольцом;
  • Изолятор;
  • Теплоотводящую шайбу;
  • Контактный стержень;
  • Токопроводящий стеклогерметик;
  • Центральный и боковой электроды.

Важнейшими элементами свечи принято считать изолятор и электроды. Дело в том, что самые жесткие требования к термостойкости, поверхностному сопротивлению, коррозийной стойкостью, электрической и механической прочности и удельной теплопроводности предъявляются именно к изоляторам и электродам. Последние изготавливают из специальных сплавов со включением хрома и никеля. При возникновении разряда между электродами создаются радиопомехи, подавляемые специальным помехоподавительным резистором (угольный стержень или специальный герметик). В качестве примера ниже приведена упрощенная схема устройства системы зажигания типа Coil-on-Plug:

 

Многие модели свеч имеют специальный воздушный каналам между изолятором и центральным электродом. Он предотвращает разрушения изолятора, которое может произойти при расширении центрального электрода вследствие нагрева. Свечи с платиновым электродом такого канала не имеют. Продвинутые модели свечей зажигания имеют сразу несколько боковых электродов. Это обеспечивает надежное искрообразование даже после длительной эксплуатации свеч. Зазор между электродами зависит от типа двигателя:

  • Карбюратор с трамблером: 0,5-0,6 мм;
  • Карбюратор с электронным зажиганием: 0,7-0,8 мм;
  • Инжектор: 0,8-1,2 мм (обычно 1,0 мм).

Величина воздушного зазора свечи зажигания крайне важна. Дело в том, что устройство должно образовать устойчивую искру, для чего на ее электроды в определенный момент подается высокое напряжение. Последнее достигается за счет работы индуктивного накопителя энергии, т.е. катушки зажигания, о которой мы писали в данном материале. Если разность потенциалов на электродах достигнет значения напряжения, то свеча выдаст искру. Значение пробивного напряжения зависит от ряда параметров: полярности центрального электрода, формы и материала свечи, величины зазора, параметров среды в камере сгорания. В современных системах зажигания генерируется избыточное пробивное напряжения, но и его может оказаться недостаточно, если воздушный зазор слишком велик. А если он мал, топливовоздушная смесь не всегда будет сгорать в полном объеме.

Распространенные неисправности

 Классические неисправности свечей зажигания: пропуск искры (несрабатывание свечи) или генерация заряда слишком малого напряжения. В обоих случаях о наличии неисправности можно судить по изменившемуся характеру работы двигателя. В данном материале мы затрагивали тему устройства и классификации свечей. Так вот, от материала электродов и некоторых других конструктивных особенностей зависит, через какой промежуток времени проявятся вышеуказанные неисправности. Об их наличии говорит следующее:

  • Падение мощности двигателя;
  • Провалы в мощности, когда водитель резко нажимает на газ;
  • Повышение расхода горючего;
  • Остановка силового агрегата;
  • Затрудненный пуск;
  • Троение (выход из строя одного из цилиндров).

В состав системы входит несколько свечей, но выйти из строя или демонстрировать низкую эффективность работы может только одна. Обычно автолюбитель явственно чувствует хотя бы одну из проблем: двигатель троит, заводится с нескольких попыток и т.д. В некоторых случаях дают о себе знать сразу несколько проблем. Ненормальная работа двигателя также может быть обусловлена выходом из строя катушки зажигания и/или высоковольтной проводки. Следовательно, у автолюбителя есть два варианта: обратиться к специалисту по диагностике или произвести осмотр и оценку работоспособности свечей зажигания самостоятельно.

Проверка свечей зажигания


В данном разделе будут описаны методики проверки свечей зажигания. Далее же будет описано, как по внешнему виду определить, что стало причиной поломки свечей. Последнее будет особенно полезно, если вы укрепились в мысли, что ненормальная работа системы зажигания связано с неисправностями смежных систем. Выделим 5 методов проверки:

  1. Поочередное отсоединение высоковольтных проводов на работающем двигателе;
  2. Введение выкрученной свечи в работу;
  3. Проверка с помощью «пистолета» из магазина автомобильных товаров;
  4. Проверка с помощью самодельного тестера;
  5. Проверка с помощью мультиметра.

Первый метод самый простой. Автолюбителю достаточно поочередно отсоединять высоковольтные провода от свечей на работающей двигателе. Если все свечи находятся в рабочем состоянии, звук работы двигателя непременно изменится. А если после выведения из строя одной из свечей звук не изменился, то эта свеча изначально была неработающей. Второй вариант надежнее – свечу выкручивают, подсоединяют провод и прокручивают стартер. Напарник смотрит, дает ли она искру. Отсутствие искры свидетельствует о неработоспособности свечи.

Пистолет-тестер для проверки свечей зажигания можно найти в обычных магазинах автомобильных товаров, в интернет-магазинах и маркетплейсах. Это недорогое устройство. Перед его использованием желательно очистить электроды от нагара, проверить зазор и отрегулировать его по необходимости. Далее колпачок от пистолета подключается к свече с открученным наконечником, а металлический штырь пистолета упирается в массу (подойдет металл кузова или изолятор свечи). После этого водителю достаточно несколько раз нажать на кнопку на рукоятке пистолета-тестера. Если красный диод загорается, то свеча исправна. Схожий по принципу работы тестер можно сделать при помощи пьезоэлемента обычный газовой зажигалки.

Важно отметить, что проверка работоспособности свечи зажигания при атмосферном давлении не дает точного результата. Именно при таких условиях проводится проверка с помощью пистолета-тестера или при выкручивании свечи. Специалисты проверяют устройство под давлением на специальных стендах. Нечто похожее можно сделать и домашних условиях, но это потребует времени и наличия специальных инструментов. Мы рекомендуем поэтапно провести все вышеуказанные проверки и завершить (или начать) их проверкой с помощью мультиметра. Выставьте на мультиметре 20 kΩ и замкните контакты. Убедитесь, что вы не замыкаете цепь собственными пальцами. В случае исправных свечей мультиметр покажет значение в диапазоне 2,5-8,0 kΩ. Однако еще раз отметим: такая проверка не заменяет проверкув реальных рабочих условиях – не имитируются условия в камере сгорания.

Осмотр свечей зажигания

В ходе ряда проверок автолюбителю придется снять свечи зажигания. Он может выяснить, по каким причинам устройства вышли из строя. Напоминаем, что они могли перестать работать и про причине неисправности прерывателя-распределителя зажигания, катушек или высоковольтных проводов. Однако свечи все равно стоит внимательно рассмотреть. В ходе осмотра также выяснить, что не так с системой зажигания, а также смежными с ней системами.

1) Нормальное состояние свечи. Центральный и боковой электроды (далее просто электроды) покрыты тонким коричневым или серым налетом, нарушения геометрии не наблюдаются. В норме резьбовая часть и корпус, трещины отсутствуют. Свеча работоспособна, но производительность ее работы низка. Наиболее «живучие» свечи служат 100 тысяч километров и выше. Но это в идеальных условиях. По факту свечи являются расходниками, а даже самые качественные изделия не всегда могут пройти свыше 50-60 тысяч километров.

2) Электроды покрыты сухой черной сажей. Постепенное накопление сажистых отложений на свече происходит в тех случаях, когда двигатель использует переобогащенную топливовоздушную смесь (слишком высока доля кислорода). Также наличие сажистых отложений свидетельствует о неправильной работе системы впрыска, поломке датчика температура и лямбда-зонда, а также при исчерпании ресурса воздушного фильтра. Стоит также убедиться в том, что в автомобиле установлены свечи с оптимальным калильным числом.

3) Электроды и резьбовая часть свечи покрыты масляным налетом. Сама свеча черная и влажная. Причин несколько: износ маслосъемных колец, поршней и/или цилиндров, направляющих клапанов, засоренность трубки вентиляции картерных газов, неисправность турбокомпрессора. В случае отдельных мотор замасливание свечей гарантированно происходит при переливе масло. Но обычно такие свечи указывать на наличие серьезных неисправностей двигателя. В лучшем случае причиной замасливания свечей становится утечка масел через изношенные маслосъемные колпачки, которые можно быстро и недорого заменить.

4) Оплавление центрального электрода и заземляющего элемента. Такое возможно при перегреве свечи. Рекомендуется проверить камеры сгорания и клапаны, продиагностировать всю систему зажигания. Перед всеми проверками, которые лучше доверить специалистам, водитель может снять свечу и остановить ее обратно с правильным усилием затяжки, а также перейти на другую АЗС.

5) Электроды покрыты серым налетом с хорошо видимыми крупинками. Двигатель активно потребляет моторное масло. Масляные присадки сгорают и образуют налет, который дополнительно подкрашивается топливными присадками. Автолюбителю стоит проверить поршневые кольца. Если свеча буквально укрыта серым или коричневым налетом с сильно заметными крупинками, двигатель потребляет масло уже длительное время.

Чистка свечей

Если вы уже устранили проблемы, из-за которых на свечах скапливался нагар, то стоит задуматься о чистке уже имеющихся изделий. В случае недорогих никель-хромовых и медных свечей в этом нет особо смысла – они служат не очень дорого и стоят небольших денег. А вот дорогостоящие иридиевые и платиновые изделия, которые еще могут послужить, стоит привести в порядок. Для начала стоит уточнить, при помощи чего свечи нельзя чистить электроды:

  • Сильными кислотами;
  • Жесткой щеткой;
  • Надфилем, напильком и т.п.;
  • Наждачной бумагой.

Для повышения эксплуатационного ресурса свечей боковой электрод покрывают напылением из дорогостоящим материалов. В ходе интенсивной механической чистки такой слой можно частично снять, что отрицательно скажется на ресурсе свечи. Также можно повредить изолятор. Свечной нагар обычно не сходит даже после контакта с сильными кислотами. Им стоит предпочесть более безопасную и доступную бытовую химию.

В качестве растворителя нагара можно использовать бытовой очиститель с низким содержанием кислоты, а лучше только с щелочными составом. Свеча помещается в стакан с подобным средством и спустя 5-10 минут очищается с помощью мягкой зубной щетки, ластика, мягкой ветоши, войлока и т.п. Многие автолюбители говорят об эффективности аптечного димексида в качестве растворителя. Альтернативный метод: прокалить электроды горелкой или на огне бытовой газовой конфорки, а затем очистить войлоком. Главная цель такой процедуры – снять большую часть загрязнителей. Свечу не нужно отполировывать до блеска. Изолятор вообще не стоит трогать. Однако отметим, что даже после самой деликатной чистки часть защитного слоя самых термонагруженных частей электрода все равно снимается. Двигатель станет работать чуть хуже, но с такими свечами еще можно поездить или отложить их на крайний случай.

Вывод

Надеемся, данным материал помог вам разобраться в основных признаках неисправности свечей зажигания и отдельных систем автомобиля. Игнорировать неисправность свечей тяжело, ведь при выходе хотя бы одной свечи из строя существенно падают мощностные характеристики двигателя. Смысл в чистке имеющихся свечей есть лишь в том случае, если они не эксплуатировались длительное время и еще могут послужить. В ином случае их стоит заменить на новые, предварительно убедившись, что проблемы с двигателем, топливной системой и системой зажигания были устранены. Ниже представлено видео с демонстрацией максимально правильной проверки новых или уже находившихся в эксплуатации свечей – в камере под давлением.

Свечи накаливания и свечи зажигания: откройте для себя отличия

Свечи зажигания BERU®️ Ultra

BERU®️ Ultra — выбор производителей автомобилей. Обеспечивая бескомпромиссное качество OEM, эта прочная свеча зажигания использует проверенные материалы и драгоценные металлы, включая иридий и платину, чтобы гарантировать надежное зажигание даже при низких температурах. Его экологически безопасное сгорание экономит топливо и защищает каталитический нейтрализатор для плавной и надежной езды.Существует три типа свечей зажигания BERU®️ Ultra: иридиевые, платиновые и медные.

Свечи зажигания BERU®️ Ultra Plus Titan

Свечи зажигания

BERU®️ высшего класса сочетают в себе передовые технологии, заимствованные из Формулы 1, с опытом BERU®️ в автомобильной и неавтомобильной промышленности для достижения отличных результатов. Свечи зажигания Ultra Plus Titan от BERU®️, разработанные специально для атмосферных двигателей, а также двигателей с турбонаддувом и непосредственным впрыском, представляют собой серию коротких универсальных свечей с увеличенным сроком службы и исключительной надежностью.

Свечи зажигания специального назначения BERU®️ для газовых двигателей

Для газовых двигателей, начиная от коммунальных установок и заканчивая системами централизованного теплоснабжения, BERU®️ предлагает свечи зажигания, которые обеспечивают надежность, производительность, приемлемые значения расхода и длительный срок службы.

Изолятор свечей зажигания BERU®️

Двухтактные и более старые двигатели также заслуживают надежной и качественной свечи зажигания. BERU®️ поставляет с прочными изолирующими свечами зажигания, которые обеспечивают стабильное зажигание и оптимальное, экологически безопасное сгорание в течение длительного срока службы.

Для получения дополнительной информации о свечах зажигания BERU®️ щелкните здесь.

Качество BERU®️

BERU®️ — лидер мирового рынка и надежное имя в области технологий зажигания. Многие ведущие производители оригинальных комплектующих выбирают высококачественные компоненты BERU® для своих автомобилей и автомобильных систем. Свечи зажигания, свечи накаливания, катушки, провода и датчики BERU®️ всегда производятся в соответствии с одними и теми же строгими стандартами качества оригинального оборудования.

Мы серьезно относимся к нашим стандартам качества, поэтому все производственные предприятия BERU®️ имеют сертификаты ISO9001 и ISO / TS16949, поэтому мы соблюдаем самые последние стандарты.

Свечи накаливания и свечи зажигания BERU®️

Узнайте больше о широком спектре компонентов системы зажигания BERU, включая свечи накаливания и свечи зажигания, здесь.

4 Признаки неисправной свечи накаливания дизеля (и стоимость замены в 2021 году)

(Обновлено 11 сентября 2020 года)

Для успешного запуска дизельного двигателя ему потребуется специальный нагревательный элемент, называемый свечой накаливания дизельного двигателя. Дизельный двигатель не может запускаться и нормально работать без тепла, выделяемого этой свечой.

Если вы обычно водите свой дизельный автомобиль в более холодных условиях, ваш двигатель будет полагаться на дизельную свечу накаливания для выработки тепла, необходимого для его работы. В противном случае из-за низких температур автомобиль не сможет завестись.

Кроме того, блок цилиндров и головка цилиндров также будут поглощать много этого тепла. Поскольку свеча накаливания дизельного двигателя расположена внутри камеры внутреннего сгорания, она передает это тепло двигателю.

Как работает свеча накаливания

Свечи накаливания на дизельном топливе в основном нагревают цилиндр двигателя перед воспламенением топлива.Это облегчит воспламенение топлива в цилиндре.

Не путайте свечи накаливания со свечами зажигания, потому что это разные вещи. Свечи зажигания в обычном бензиновом двигателе отвечают за создание электрической искры, которая воспламеняет смесь воздуха и топлива. Свечи накаливания просто нагревают цилиндр, так что горючее легче воспламеняется само по себе.

Свеча накаливания оснащена электродом, который при активации выделяет тепло. Это заставит свечу светиться, поэтому она так и названа.Это похоже на то, как лампа накаливания будет светиться после того, как нагреется. Этот эффект свечения нагревает цилиндр и способствует успешному воспламенению дизельного топлива.

Вот хорошая простая демонстрация того, как работает свеча накаливания дизельного двигателя:

4 главных симптома неисправности свечи накаливания дизеля

Теперь вы знаете, что свеча накаливания дизельного двигателя необходима для правильной работы дизельного двигателя. Таким образом, если свеча накаливания дизельного двигателя по какой-либо причине должна выйти из строя или выйти из строя, симптомы будет легко обнаружить.Фактически из-за этого изменится вся функциональность автомобиля.

Вот четыре наиболее распространенных симптома неисправной свечи накаливания дизельного двигателя.

См. Также: Симптомы неисправной свечи зажигания

1) Проблемы с запуском двигателя

Плохие свечи накаливания дизеля затруднят запуск двигателя вашего автомобиля. Поскольку давление в цилиндре в основном отвечает за воспламенение дизельного топлива после того, как оно было впрыснуто в сжатый воздух, неисправная свеча накаливания дизеля будет оказывать большее давление на двигатель, чтобы это зажигание было успешным.Вот почему заводить автомобиль становится сложно.

2) Пропуски зажигания в двигателе

Если топливо не воспламеняется должным образом в цилиндре, это приведет к пропуску зажигания в двигателе. Как вы знаете, свеча накаливания дизеля играет жизненно важную роль в обеспечении успеха этого зажигания.

Если свеча не функционирует должным образом, вероятно, произойдет пропуск зажигания во время зажигания. Вы по-прежнему сможете управлять своим автомобилем, но его характеристики будут снижены.

3) Черный дым

Если вы видите черный дым, выходящий из выхлопной трубы, это может быть признаком неисправности свечи накаливания дизельного двигателя. Конечно, у этого черного дыма может быть несколько причин, но плохая свеча накаливания определенно ослабит происходящее сгорание дизельного топлива.

Черный дым не является нормальной частью процесса горения. Поэтому воспринимайте этот дым как предупреждающий знак о том, что что-то не так с свечой накаливания дизельного двигателя или каким-либо другим жизненно важным компонентом процесса сгорания.

4) Горит индикатор двигателя.

Обычно при неисправности свечи накаливания дизеля загорается диагностический код неисправности или индикатор двигателя на приборной панели. Чтобы определить проблему, вы должны использовать диагностический сканер.

Обычно отображается код P0380: определяется как неисправность цепи «A» свечи накаливания / нагревателя.

Стоимость замены свечи накаливания

Типичная стоимость замены свечи накаливания для дизельного двигателя составляет от 95 до 210 долларов.Стоимость отдельной свечи накаливания составит от 15 до 50 долларов, а стоимость рабочей силы — от 80 до 160 долларов.

Имейте в виду, что каждый цилиндр имеет свою свечу накаливания, поэтому, если у вас есть полноразмерный грузовик с двигателем V8, вы можете подумать о замене всех восьми свечей накаливания, даже если известно, что только одна свеча неисправна. Затраты на рабочую силу не будут слишком большими, независимо от того, вышла из строя одна свеча накаливания или несколько.

Аналогично замене свечей зажигания. Конечно, вы можете заменить только плохой, но есть большая вероятность, что другой или все остальные скоро выйдут из строя.

Точная стоимость будет зависеть от марки и модели вашего дизельного автомобиля, а также от того, отвозите ли вы его в автосалон или в автомастерскую.

В целом, эта деталь не слишком дорогая, но по сравнению с бензиновыми двигателями даже лучшая свеча зажигания, вероятно, будет стоить больше, чем дешевая свеча накаливания. Если вы сможете найти механика по разумной цене с низкой почасовой оплатой, это еще больше сократит ваши расходы.

Расширенные стратегии сжигания | Министерство энергетики

Управление автомобильных технологий (VTO) финансирует исследования, направленные на углубление понимания процессов сгорания двигателя и того, как образуются выбросы в цилиндрах двигателя, а также того, как сгорание и выбросы зависят от таких факторов, как характеристики распыления топлива, воздух в цилиндрах. движение и тип топлива.Это более глубокое понимание поможет исследователям разработать более эффективные передовые стратегии двигателей внутреннего сгорания, такие как низкотемпературное сгорание, сгорание разбавленного (обедненного) бензина и сгорание чистого дизельного топлива, которые производят очень низкие выбросы оксидов азота (NOx) и твердых частиц ( ВЕЧЕРА).

Исследования сосредоточены на трех основных стратегиях сгорания:

Все подходы к сгоранию и связанные с ними критические технические проблемы, которые решает VTO, совместимы с отраслевой тенденцией к уменьшению размеров двигателя и увеличению его мощности для повышения экономии топлива автомобиля.Кроме того, он также поддерживает исследования материалов, которые могут выдерживать высокие рабочие температуры и давления, необходимые для извлечения выгоды из потенциальных преимуществ этих двигателей.

Низкотемпературное сгорание

Низкотемпературное сгорание (LTC) — это ступенчатое беспламенное сгорание топлива (бензина, дизельного топлива или биотоплива) в камере сгорания двигателя при температурах ниже, чем при сгорании в обычном двигателе. Исследования показывают, что LTC может повысить эффективность на 20% по сравнению с нынешними дизельными двигателями.Более низкотемпературное беспламенное сгорание является результатом сжатия топливовоздушной смеси, разбавленной либо избыточным воздухом, либо рециркулирующим выхлопным газом. Этот процесс увеличивает плотность и температуру разбавленной смеси и приводит к ее автогиниту (процесс, известный как воспламенение от сжатия).

В процессе LTC двигатель сжимает разбавленную топливно-воздушную смесь, повышая ее плотность и температуру. Этот процесс, известный как воспламенение от сжатия, вызывает самовоспламенение топливно-воздушной смеси.Чтобы разбавить топливно-воздушную смесь так, чтобы в ней было меньше топлива, чем при обычном сгорании, двигатель использует либо избыточный всасываемый воздух, либо рециркулирующий выхлопной газ.

Поэтапное горение — другой ключевой элемент LTC — достигается за счет управления временем самовоспламенения и скоростью тепловыделения. Этот процесс направлен на устранение чрезмерных скоростей сгорания, которые могут вызвать шум двигателя и повреждение конструкции, особенно при более высоких нагрузках.

VTO исследует ряд форм LTC, включая воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI), воспламенение от сжатия с предварительным смешанным зарядом (PCCI) и воспламенение от сжатия с управляемой реактивностью (RCCI).

LTC предлагает ряд преимуществ по сравнению с современными двигателями:

  • Свойства топливно-воздушной смеси и продуктов сгорания позволяют двигателю быть более эффективным по сравнению с обычными двигателями внутреннего сгорания.
  • Из-за более низкой температуры сгорания двигатель теряет меньше энергии через стенки цилиндра в окружающую среду. Некоторые из этих уменьшенных потерь энергии позволяют цилиндру поддерживать более высокое давление в течение более длительного периода времени, позволяя двигателю выполнять больше работы.Часть энергии появляется в виде более высокой энергии выхлопных газов, которую частично может улавливать турбонаддув.
  • LTC на бензиновой основе не требует дросселирования всасываемого воздуха для управления нагрузкой, что является основной причиной неэффективности современных бензиновых двигателей с искровым зажиганием.
  • LTC не ограничивается детонацией (взрывным, неконтролируемым сгоранием) в отличие от бензиновых двигателей с искровым зажиганием. В результате LTC позволяет бензиновым двигателям иметь высокую степень сжатия, аналогичную дизельным, что увеличивает их экономию топлива.
  • LTC может достичь сверхнизких выбросов выхлопных газов, что может значительно снизить требования к дополнительной обработке, затраты и штрафы за экономию топлива.

Благодаря стратегии сжигания топлива, использующей LTC, в 2019 финансовом году было продемонстрировано улучшение экономии топлива автомобиля на 19,4% (по сравнению с базовым 2015 модельным годом). Подробности этой оценки можно найти здесь.

VTO поддерживает работу по решению ряда критических проблем, с которыми сталкивается развитие низкотемпературного горения, таких как:

  • Сложность контроля начала горения из-за отсутствия искры или впрыска топлива
  • Расширение диапазона нагрузок двигателя
  • Управление скоростью тепловыделения
  • Снижение отсутствия контроля во время переходных процессов, таких как изменение нагрузки и ускорение
  • Снижение потенциально более высоких выбросов углеводородов (HC) и окиси углерода (CO)
  • Понимание того, можно ли более эффективно в сочетании с топливом, характеристики которого отличаются от бензина и дизельного топлива

Вернуться к началу

Сгорание разбавленного (или обедненного) бензина

При сгорании разбавленного бензина пламя проходит через предварительно смешанные или не предварительно смешанные ( я.е., стратифицированные) смеси топлива и воздуха. В этом процессе двигатель разбавляет топливо либо большим количеством воздуха, чем требуется для его сжигания (избыток всасываемого воздуха), либо рециркулирующими выхлопными газами. В исследовании Vehicle Technologies Office (VTO) основное внимание уделяется не предварительно смешанной (стратифицированной) версии, поскольку она предлагает самый высокий потенциал для повышения эффективности. Эти двигатели могут работать на существующих бензинах и смесях бензина с этанолом и предназначены в первую очередь для автомобилей и легких грузовиков. Эта технология сжигания может обеспечить повышение экономии топлива до 35% по сравнению с автомобилем с базовым бензиновым двигателем 2009 года.

В стратифицированной версии процесса автомобиль впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр. Он рассчитывается таким образом, чтобы во время искры вблизи свечи зажигания образовалась должным образом расслоенная горючая топливно-воздушная смесь.

Сгорание разбавленного бензина приводит к повышению экономии топлива, потому что:

  • Двигатель использует количество впрыскиваемого топлива для управления нагрузкой, а не ограничивает поток всасываемого воздуха (дросселирование) для ее управления. Большинство бензиновых автомобилей на дороге имеют бензиновые двигатели с впрыском топлива (PFI), в которых используется дросселирование, что гораздо менее эффективно.
  • При частичной нагрузке продукты сгорания позволяют двигателю выполнять работу более эффективно по сравнению с обычными двигателями.
  • Двигатель имеет более низкую температуру продуктов сгорания при частичных нагрузках, чем обычный двигатель, и, как следствие, теряет меньше тепла.

VTO поддерживает работу по решению критических проблем, в том числе:

  • Определение наиболее эффективных стратегий смешивания топлива и воздуха, которые связаны с конфигурациями портов, характеристиками распыления топлива и характеристиками смешивания
  • Инициирование зажигания и распространение пламени в слоистых смесях
  • Решение проблем, связанных со стохастическими пропусками зажигания и детонацией (взрывное неконтролируемое сгорание)
  • Снижение выбросов, которые отличаются от тех, которые происходят с обычными двигателями (PFI)

К началу

Чистое сгорание дизельного топлива

Чистое сгорание при сгорании дизельного топлива процесс сгорания практически аналогичен обычному сгоранию дизельного топлива.При обычном сгорании дизельного топлива (также известном как диффузионное сгорание) скорость, с которой распыляемое топливо смешивается с воздухом внутри цилиндра до того, как достигнет пламени, определяет скорость, с которой топливо и воздух сгорают в пламени. При сгорании чистого дизельного топлива перед пламенем происходит большее смешивание топлива с воздухом. Это обеспечивает более чистое сгорание, при котором образуется меньше сажи, а также сохраняет или улучшает высокий КПД дизельных двигателей. Добавление рециркулирующего выхлопного газа к потоку всасываемого воздуха разбавляет топливно-воздушную смесь, что приводит к более низким температурам сгорания и уменьшению образования NOx.Поскольку внутри цилиндра образуется меньше выбросов, чистым дизельным двигателям не нужно так сильно полагаться на технологии последующей обработки для дальнейшего снижения выбросов.

Управление автомобильных технологий (VTO) поддерживает исследования, направленные на дальнейшее улучшение сгорания чистого дизельного топлива и повышение его конкурентоспособности для всех легковых и грузовых автомобилей. Это требует внедрения новейших технологий, таких как компьютерное управление, многоимпульсный впрыск топлива, впрыск топлива под высоким давлением, использование рециркуляции выхлопных газов и управление потоками газа в цилиндрах.

Исследования VTO по экологически чистым дизельным двигателям внутреннего сгорания для легковых и коммерческих автомобилей направлены на решение важнейших задач, в том числе:

  • Контроль количества и температуры выхлопных газов, используемых для рециркуляции выхлопных газов, для минимизации выбросов
  • Улучшение топливных форсунок, давления впрыска, и управление типами распыления и распыления топлива при высоком давлении и многоимпульсном впрыске.
  • Улучшение сгорания с поднятым пламенем, когда пламя, выходящее из топливного сопла, стабилизируется после топливного сопла.Чистые дизельные двигатели должны поддерживать самовоспламенение обедненной топливной смеси, которая находится непосредственно перед основанием пламени.
  • Улучшение впрыска дожигания для снижения выбросов как в цилиндрах, так и за счет доочистки

Двигатели, работающие на природном газе

Двигатели, работающие на природном газе

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Двигатели, работающие на природном газе, могут варьироваться от небольших двигателей малой мощности до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. Доминирующим циклом двигателя может быть Отто или Дизель, с использованием нескольких различных методов приготовления смеси и зажигания. Большинство коммерческих и разрабатываемых двигателей, работающих на природном газе, можно разделить на четыре типа технологий: (1) двигатели со стехиометрическим циклом Отто; (2) сжигание обедненной смеси, двигатели с циклом Отто; (3) двухтопливные двигатели смешанного цикла (комбинация Отто и Дизеля) и (4) дизельные двигатели, работающие на природном газе.Эти технологии демонстрируют различия в тепловом КПД, производительности и требованиях к последующей обработке.

Введение

Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными регулирующими мерами, связанными с выбросами, продолжает вызывать значительный интерес к природному газу как альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей отреагировали на это поставкой новых, специально созданных двигателей, работающих на природном газе, в размерах от небольших легких двигателей мощностью в несколько кВт до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт.В 2019 году WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем с циклом Отто с мощностью 63 840 кВт [4829] . Производители оригинального оборудования и поставщики послепродажного обслуживания также предоставляют комплекты для переоборудования, позволяющие переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.

Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, включая: подготовка смеси (предварительно смешанная или не предварительно смешанная), зажигание (искровое зажигание или пилотный дизель) и преобладающий цикл двигателя (отто или дизель).Одна из распространенных категорий: рис. 1 [4247] :

  • Предварительная смесь, искровое зажигание, только природный газ
  • Предварительная смесь, пилотное зажигание дизеля, комбинированное топливо природный газ / дизельное топливо
  • Прямой впрыск природного газа под высоким давлением, пилотное зажигание дизеля, двойное топливо природный газ / дизельное топливо
Рисунок 1 . Три категории двигателей, работающих на природном газе

(Источник: Wärtsilä)

Приведенная выше группа адекватно охватывает коммерческие двигатели размером примерно до 2.5 л / цилиндр, когда также рассматриваются более крупные двигатели, возникает ряд проблем при представлении общих концепций между некоторыми из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, с зажиганием от небольшого (<~ 5% топливной энергии) дизельного микропилотного двигателя имеют больше общего с двигателями SI, работающими на обедненной смеси, чем с двухтопливными двигателями, использующими гораздо более крупный дизельный пилот (> ~ 15 % топливной энергии). Он также не охватывает некоторые концепции, находящиеся на стадии разработки. Следующая категоризация является более общей и отражает общие концепции различных подходов:

  • Двигатели стехиометрического цикла Отто
  • Бедное сжигание, двигатели с циклом Отто
  • Двухтопливные двигатели смешанного цикла (комбинация двигателей Отто и Дизеля)
  • Дизельные двигатели, работающие на природном газе

В двигателях со стехиометрическим циклом Отто используется предварительно смешанная «почти стехиометрическая» воздушно-топливная смесь, и они воспламеняются свечой зажигания.Важным мотивом для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопе. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC с природным газом просто богата стехиометрией, и двигатели, работающие на природном газе, работающие на «стехиометрической» топливовоздушной смеси, обычно калибруются для работы на слегка обогащенной смеси.Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели, работающие на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями «богатого горения».

В двигателях с циклом Отто с обедненным сжиганием используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот — два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также нашли ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающего на обедненной смеси, является их высокий термический КПД тормозов (BTE), который во многих случаях может достигать 50%.Если на двигателях, работающих на обедненной смеси, требуется дополнительная обработка, для контроля NOx можно использовать СКВ мочевины. Катализаторы окисления метана требуют высокой температуры выхлопных газов, чтобы быть эффективными, и полезны только в некоторых стационарных применениях.

В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая значительным пилотным двигателем дизельного топлива, что составляет более ~ 15% общей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели со смешанным циклом, потому что пилотный дизельный двигатель вносит значительный вклад в общее тепловыделение при сгорании предварительно смешанной смеси природного газа и воздуха.Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко преобразованы для использования природного газа — популярное соображение, когда разница в ценах на дизельное топливо и природный газ составляет большой.

В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается прямо в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе.Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник воспламенения. Основным средством зажигания струй природного газа является зажигание небольшого дизельного двигателя непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском высокого давления (HPDI) или газодизелем. Также исследуются возможности зажигания через свечу накаливания или свечу зажигания с форкамерой. Важным преимуществом этого подхода является то, что достижима более высокая удельная мощность и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.

В таблице 1 суммированы эти подходы с более подробной информацией, представленной ниже. Доступны и другие сводки, аналогичные таблице 1, но в основном они ориентированы только на приложения с тяжелыми условиями эксплуатации [3568] [4323] .

Таблица 1
Сравнение различных систем сгорания для двигателей, работающих на природном газе
Стехиометрический цикл Отто Цикл Отто сгорания обедненной смеси Двухтопливный смешанный цикл Дизельный цикл
Состояние смеси воздух / топливо Стехиометрический Lean
Доминирующий цикл двигателя Otto Otto / Diesel Diesel
Technology Опции зажигания
  • Свеча зажигания форкамеры (пассивная или активная)
  • Дизельный микропилот с открытой камерой
  • Дизельный микропилот, форкамера
  • Свеча накаливания, предварительная камера (ограниченное применение)
    • Пилотный дизель, открытая камера
    • Пилотный дизель, открытая камера
    • Свеча накаливания, открытая камера (опытная)
    • Свеча зажигания форкамеры (экспериментальная)
    Контроль выбросов из двигателя
    • NOx: EGR, угол опережения зажигания
    • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, закрытая вентиляция картера (CCV)
    • ПМ: расход масла
    • NOx: AFR, угол опережения зажигания
    • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
    • ПМ: расход масла
    • NOx: AFR, пилотное дизельное топливо, шт., угол опережения зажигания
    • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
    • ПМ: пилотное кол-во дизеля, расход масла
    • NOx: EGR, угол впрыска
    • ПМ: аналог дизельного
    Опции системы дополнительной обработки (ATS)
    • TWC для NOx, CH 4 , CO
    • PM: ATS не требуется до 2010 США и Euro VI-D
    • NOx: Мочевина SCR
    • CH 4 : MOC в ограниченных применениях
    • NOx: Мочевина SCR
    • CH 4 : MOC в ограниченных применениях
    • NOx: Мочевина SCR
    • CH 4 : обычно не требуется
    • PM: DPF (активная регенерация требует DOC + дизельное топливо)
    Основные области применения
    • Легкие, средние и тяжелые условия
    • Стационарный <~ 1 МВт
    • Железнодорожные и крупногабаритные внедорожные, модернизация дизельного топлива
    • Тяжелые, стационарные и морские
    КПД, BTE, без WHR
    • <40%, коммерческие двигатели; ~ 45% потенциал заушного слухового аппарата
    • Для тяжелых условий эксплуатации: <46%; Потенциал КПД аналогичен дизелю, ~ 50%
    • Морские низкоскоростные двигатели: <48%, коммерческие двигатели
    Преимущества
    • 100% замена дизельного топлива
    • Низкие выбросы NOx и CH 4
    • Простой пассивный АТС
    • Работает с КПГ или СПГ
    • Высокая эффективность
    • Можно избежать использования свечей зажигания
    • Возможна работа только на дизельном топливе (только на двухтопливном топливе)
    • Работает с КПГ или СПГ
    • 100% дизельная подстанция (кроме дизельной микропилотной)
    • Замена дизельного топлива до> 99% с помощью дизельного микропилота
    • Высокая эффективность
    • Свечи зажигания отсутствуют
    • Возможна работа только на дизельном топливе
    • Возможна модернизация существующих дизельных двигателей
    • Работает с КПГ или СПГ
    • Высокая удельная мощность
    • Ударопрочный
    • Высокая эффективность
    • Можно избежать использования свечей зажигания
    • Замена дизельного топлива до 95%
    • Низкий CH 4 Выбросы
    • Устойчив к изменениям в составе топливного газа
    Проблемы
    • Срок службы свечи зажигания
    • Меньшая удельная мощность по сравнению с дизелем
    • Низкий КПД по сравнению с дизелем
    • Работа при высоких нагрузках может быть ограничена детонацией
    • Срок службы свечи зажигания (только при искровом зажигании)
    • Несгоревший CH 4 Выбросы
    • Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией
    • Замена дизельного топлива ограничена ~ 50-85%
    • Пропуски воспламенения при малой нагрузке с NG
    • Несгоревший CH 4 Выбросы
    • Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией
    • Работа только на дизельном топливе невозможна
    • СПГ только для мобильных приложений.Для КПГ требуется компрессор большой мощности с большой площадью основания
    • Высокая стоимость и сложность
    • PM и NOx требуют полного дизельного двигателя ATS (для тяжелых условий эксплуатации)

    ###

    Дизельный двигатель

    — Энциклопедия Нового Света

    Дизельный двигатель, построенный компанией MAN AG в 1906 году.


    Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором используется воспламенение от сжатия , в котором топливо воспламеняется, когда оно впрыскивается в воздух в камере сгорания, сжатый до температуры, достаточно высокой, чтобы вызвать воспламенение.Напротив, бензиновые двигатели используют цикл Отто, в котором топливо и воздух обычно смешиваются перед входом в камеру сгорания и воспламеняются свечой зажигания, что делает воспламенение от сжатия нежелательным (детонация двигателя). Двигатель работает по дизельному циклу, названному в честь немецкого инженера Рудольфа Дизеля, который изобрел его в 1892 году на основе двигателя с горячей лампой и на который он получил патент 23 февраля 1893 года.

    Diesel предназначен для использования в двигателе различных видов топлива, включая угольную пыль и арахисовое масло.Он продемонстрировал это на 1900 Exposition Universelle (Всемирная выставка) с использованием арахисового масла.

    Патент Рудольфа Дизеля 1893 года на конструкцию двигателя.

    Как работают дизельные двигатели

    Сжатие любого газа повышает его температуру — метод воспламенения топлива в дизельных двигателях. Воздух втягивается в цилиндры и сжимается поршнями при степени сжатия 25: 1, что намного выше, чем в двигателях с искровым зажиганием. В конце такта сжатия дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания через инжектор (или распылитель).Топливо воспламеняется от контакта с воздухом, который из-за сжатия был нагрет до температуры примерно 700–900 по Цельсию (° C) (1300–1650 по Фаренгейту (° F)). Возникающее в результате сгорание вызывает повышенное нагревание и расширение в цилиндре, что увеличивает давление и перемещает поршень вниз. Шатун передает это движение на коленчатый вал, чтобы преобразовать линейное движение во вращательное для использования в качестве мощности в различных приложениях. Воздух, поступающий в двигатель, обычно регулируется механическими клапанами в головке блока цилиндров.Для увеличения выходной мощности большинство современных дизельных двигателей оснащаются турбонагнетателем, а в некоторых модификациях — нагнетателем для увеличения объема всасываемого воздуха. Использование промежуточного охладителя / промежуточного охладителя для охлаждения всасываемого воздуха, который был сжат и, таким образом, нагрет турбонагнетателем, увеличивает плотность воздуха и обычно приводит к повышению мощности и эффективности.

    В холодную погоду дизельные двигатели могут быть трудно запустить, потому что холодный металл блока цилиндров и головки отводит тепло, создаваемое в цилиндре во время такта сжатия, предотвращая воспламенение.В некоторых дизельных двигателях внутри цилиндра используются небольшие электрические нагреватели, называемые свечами накаливания, которые помогают зажигать топливо при запуске. Некоторые даже используют резистивные сеточные нагреватели во впускном коллекторе для подогрева поступающего воздуха до тех пор, пока двигатель не достигнет рабочей температуры. Подогреватели блока двигателя (электрические резистивные нагреватели в блоке двигателя), подключенные к электросети, часто используются при выключении двигателя на длительные периоды (более часа) в холодную погоду, чтобы сократить время запуска и износ двигателя. Дизельное топливо также склонно к «парафинизации» в холодную погоду — термин, обозначающий отверждение дизельного топлива до кристаллического состояния.Кристаллы накапливаются в топливе (особенно в топливных фильтрах), что в конечном итоге приводит к нехватке топлива в двигателе. Для решения этой проблемы используются маломощные электронагреватели в топливных баках и вокруг топливных магистралей. Кроме того, большинство двигателей имеют систему «возврата разливов», с помощью которой любое излишнее топливо из инжекторного насоса и форсунок возвращается в топливный бак. После прогрева двигателя возврат теплого топлива предотвращает образование парафина в баке. В последнее время топливные технологии улучшились, и благодаря специальным присадкам парафинизация больше не происходит во всех странах, кроме самых холодных.

    Важным компонентом всех дизельных двигателей является механический или электронный регулятор, который ограничивает скорость двигателя, контролируя скорость подачи топлива. В отличие от двигателей с циклом Отто, поступающий воздух не дросселируется, и дизельный двигатель без регулятора может легко превысить скорость. Системы впрыска топлива с механическим управлением приводятся в действие зубчатой ​​передачей двигателя. В этих системах используется комбинация пружин и грузов для управления подачей топлива в зависимости от нагрузки и скорости. Современные дизельные двигатели с электронным управлением контролируют подачу топлива и ограничивают максимальные обороты в минуту (RPM) с помощью электронного модуля управления (ECM) или электронного блока управления (ECU).ECM / ECU получает сигнал частоты вращения двигателя от датчика и регулирует количество топлива и начало впрыска с помощью электрических или гидравлических приводов.

    Управление моментом начала впрыска топлива в цилиндр является ключом к минимизации выбросов и максимальной экономии топлива (эффективности) двигателя. Время обычно измеряется в единицах угла поворота коленчатого вала поршня до верхней мертвой точки (ВМТ). Например, если ECM / ECU инициирует впрыск топлива, когда поршень находится на 10 градусов перед ВМТ, то начало впрыска или время считается равным 10 градусам до ВМТ.Оптимальное время будет зависеть от конструкции двигателя, а также от его скорости и нагрузки.

    Ускорение начала впрыска (впрыск до того, как поршень достигнет ВМТ) приводит к более высокому давлению и температуре в цилиндрах, а также к более высокой эффективности, но также приводит к более высоким выбросам оксидов азота NOx из-за более высоких температур сгорания. С другой стороны, отсроченное начало впрыска вызывает неполное сгорание и выделяет видимый черный дым, состоящий из твердых частиц (PM) и несгоревших углеводородов (HC).

    Хронология ранней истории

    • 1862: Николай Отто разрабатывает свой угольный газовый двигатель, похожий на современный бензиновый двигатель.
    • 1891: Герберт Акройд Стюарт из Блетчли доводит до совершенства свой нефтяной двигатель и сдает в аренду права на производство двигателей Хорнсби из Англии. Строят первые двигатели с холодным запуском и воспламенением от сжатия.
    • 1892: Двигатель Хорнсби № 101 построен и установлен на гидротехнических сооружениях. Сейчас он находится в музее грузовиков MAN в Северной Англии.
    • 1892: Рудольф Дизель разрабатывает двигатель типа теплового двигателя Карно, который сжигал угольную пыль. Его нанял гений холодильной техники Карл фон Линде, затем мюнхенский производитель чугуна MAN AG, а затем швейцарская компания по производству двигателей Sulzer. Он заимствует у них идеи и оставляет в наследство всем фирмам.
    • 1892: Джон Фройлих строит свой первый сельскохозяйственный трактор с масляным двигателем.
    • 1894: Витте, Рид и Фэрбенкс начинают создавать масляные двигатели с различными системами зажигания.
    • 1896: Хорнсби производит дизельные тракторы и железнодорожные двигатели.
    • 1897: Винтон производит и водит первый построенный в США газовый автомобиль; Позже он строит дизельные заводы.
    • 1897: Mirrlees, Watson & Yaryan строят первый британский дизельный двигатель по лицензии Рудольфа Дизеля. Сейчас это выставлено в Музее науки в Южном Кенсингтоне, Лондон.
    • 1898: Буш устанавливает двигатель типа Rudolf Diesel на своей пивоварне в Санкт-Петербурге.Луи. Это первый в США. Рудольф Дизель совершенствует свой двигатель с компрессионным пуском, патентовал и лицензировал его. Этот двигатель, изображенный выше, находится в немецком музее.
    • 1899: Дизель передает лицензию на свой двигатель строителям Burmeister & Wain, Krupp и Sulzer, которые стали известными строителями.
    • 1902: Ф. Рундлоф изобретает двухтактный картерный двигатель с продувкой горячей лампы.
    • 1902: Компания под названием Forest City начала производство дизельных генераторов.
    • 1903: Корабль Gjoa пересекает ледяной Северо-Западный проход с помощью керосинового двигателя Dan.
    • 1904: Франция строит первую дизельную подводную лодку Z.
    • 1908: Bolinder-Munktell начинает производство двухтактных двигателей с горячей лампой.
    • 1912: Построен первый дизельный корабль MS Selandia. SS Fram, флагманский корабль полярника Амундсена, переоборудован на дизель AB Atlas.
    • 1913: Фэрбенкс Морс начинает производство полудизельного двигателя модели Y.Подводные лодки ВМС США используют агрегаты NELSECO.
    • 1914: Немецкие подводные лодки оснащены дизелями MAN. Военная служба доказывает надежность двигателя.
    • 1920-е годы: рыболовный флот переходит на нефтяные двигатели. Появляются дизели Atlas-Imperial of Oakland, Union и Lister.
    • 1924: Появляются первые дизельные грузовики.
    • 1928: Канадские национальные железные дороги используют маневровый дизель на своих верфях.
    • 1930-е годы: Клесси Камминс начинает с голландских дизельных двигателей, а затем встраивает свои собственные в грузовики и роскошный автомобиль Duesenberg на автодроме Дайтона.
    • 1930-е годы: Caterpillar начинает производство дизелей для своих тракторов.
    • 1933: Citroen представляет Rosalie, легковой автомобиль с первым в мире коммерчески доступным дизельным двигателем, разработанным совместно с Гарри Рикардо.
    • 1934: General Motors открывает исследовательский центр GM по дизельному топливу. Он производит дизельные железнодорожные двигатели — Pioneer Zephyr — и создает подразделение General Motors Electro-Motive, которое становится важным производителем двигателей для десантных кораблей и танков во время Второй мировой войны.Затем GM применяет эти знания для контроля над рынком в своей знаменитой модели Green Leakers для автобусов и железнодорожных двигателей.
    • 1936: Mercedes-Benz строит дизельный автомобиль 260D. A.T.S.F торжественно открывает дизель-поезд Super Chief.
    • 1936: Дирижабль «Гинденбург» оснащен дизельными двигателями.

    Впрыск топлива в дизельные двигатели

    Системы раннего впрыска топлива

    Современный дизельный двигатель — это сочетание творений двух изобретателей.Во всех основных аспектах он соответствует оригинальной конструкции дизеля, согласно которой топливо воспламеняется за счет сжатия при чрезвычайно высоком давлении внутри цилиндра. Однако почти все современные дизельные двигатели используют так называемую систему твердого впрыска, изобретенную Гербертом Акройдом Стюартом для его двигателя с горячей лампой (двигатель с воспламенением от сжатия, который предшествует дизельному двигателю и работает несколько иначе). Твердый впрыск — это когда топливо поднимается до экстремального давления механическими насосами и доставляется в камеру сгорания с помощью форсунок, активируемых давлением, в почти твердотельной струе.Оригинальный двигатель дизеля впрыскивал топливо с помощью сжатого воздуха, который распылял топливо и подавал его в двигатель через форсунку. Это называется воздушным ударом. Размер газового компрессора, необходимого для питания такой системы, делал первые дизельные двигатели очень тяжелыми и большими для их выходной мощности, а необходимость в приводе компрессора еще больше снижала выходную мощность. Ранние морские дизели часто имели вспомогательные двигатели меньшего размера, единственной целью которых было приводить в действие компрессоры для подачи воздуха в систему форсунок главного двигателя.Такая система была слишком громоздкой и неэффективной для использования на дорожных транспортных средствах.

    Системы твердого впрыска легче, проще и позволяют работать с гораздо более высокими оборотами, поэтому они повсеместно используются в автомобильных дизельных двигателях. Системы воздушной продувки обеспечивают очень эффективное сгорание в условиях низкой скорости и высоких нагрузок, особенно при работе на некачественном топливе, поэтому некоторые крупные судовые двигатели используют этот метод впрыска. Впрыск воздушного потока также повышает температуру топлива во время процесса впрыска, поэтому его иногда называют впрыском горячего топлива.Напротив, твердый впрыск иногда называют впрыском холодного топлива.

    Поскольку в подавляющем большинстве дизельных двигателей, используемых сегодня, используется твердый впрыск, приведенная ниже информация относится к этой системе.

    Механический и электронный впрыск

    Старые двигатели используют механический топливный насос и клапанный узел, который приводится в движение коленчатым валом двигателя, обычно от ремня или цепи ГРМ. В этих двигателях используются простые форсунки, которые в основном представляют собой очень точные подпружиненные клапаны, которые открываются и закрываются при определенном давлении топлива.Насосный узел состоит из насоса, который нагнетает топливо, и дискового клапана, который вращается с половинной скоростью вращения коленчатого вала. Клапан имеет одно отверстие для сжатого топлива с одной стороны и одно отверстие для каждой форсунки с другой. По мере того, как двигатель вращается, диски клапана выстраиваются в одну линию и подают поток топлива под давлением к форсунке в цилиндре, который вот-вот войдет в рабочий такт. Клапан форсунки открывается под действием давления топлива, и дизельное топливо впрыскивается до тех пор, пока клапан не выйдет из выравнивания и давление топлива в этой форсунке не будет отключено.Скорость двигателя регулируется третьим диском, который поворачивается всего на несколько градусов и управляется рычагом дроссельной заслонки. Этот диск изменяет ширину отверстия, через которое проходит топливо, и, следовательно, то, как долго форсунки остаются открытыми до прекращения подачи топлива, что контролирует количество впрыскиваемого топлива.

    В более современном методе используется отдельный топливный насос, который постоянно подает топливо под высоким давлением к каждой форсунке. Затем каждый инжектор имеет соленоид, который управляется электронным блоком управления, что позволяет более точно контролировать время открытия инжектора, которое зависит от других условий управления, таких как частота вращения двигателя и нагрузка, что приводит к лучшей производительности двигателя и экономии топлива.Эта конструкция также механически проще, чем конструкция комбинированного насоса и клапана, что делает ее в целом более надежной и менее шумной, чем ее механический аналог.

    Как механические, так и электронные системы впрыска могут использоваться как с прямым, так и с непрямым впрыском.

    Непрямой впрыск

    Дизельный двигатель с непрямым впрыском подает топливо в камеру за пределами камеры сгорания, называемую форкамерой, где сгорание начинается и затем распространяется в основную камеру сгорания, чему способствует турбулентность, создаваемая в камере.Эта система обеспечивает более плавную и тихую работу, а поскольку горению способствует турбулентность, давление в форсунках может быть ниже, что во времена механических систем впрыска позволяло работать на высоких скоростях, подходящих для дорожных транспортных средств (обычно до скорости около 4000 об / мин). Во время разработки высокоскоростного дизельного двигателя в 1930-х годах различные производители двигателей разработали собственный тип камеры предварительного сгорания. Некоторые из них, например Mercedes-Benz, имели сложную внутреннюю конструкцию. Другие, такие как камера предварительного сгорания Lanova, использовали механическую систему для регулировки формы камеры для условий запуска и работы.Однако наиболее часто используемой конструкцией оказалась серия вихревых камер «Комета», разработанная Гарри Рикардо, в которой использовалась сферическая камера из двух частей с узким «горлом» для создания турбулентности. Большинство европейских производителей высокоскоростных дизельных двигателей использовали камеры типа Comet или разработали свои собственные версии (Mercedes оставался со своей собственной конструкцией в течение многих лет), и эта тенденция продолжается с текущими двигателями с непрямым впрыском.

    Прямой впрыск

    В современных дизельных двигателях используется один из следующих способов прямого впрыска:

    Распределительный насос прямого впрыска

    Первые воплощения дизелей с прямым впрыском использовали роторный насос, очень похожий на дизели с непрямым впрыском; однако форсунки были установлены в верхней части камеры сгорания, а не в отдельной камере предварительного сгорания.Примерами являются такие автомобили, как Ford Transit и Austin Rover Maestro и Montego с их двигателем Perkins Prima. Проблемой этих транспортных средств был резкий шум, который они производили, и выброс твердых частиц (дыма). Это причина того, что в основном этот тип двигателя использовался только для коммерческих автомобилей, за исключением легковых автомобилей Maestro, Montego и Fiat Croma. Расход топлива был примерно на 15-20 процентов ниже, чем у дизелей с непрямым впрыском, что для некоторых покупателей было достаточно, чтобы компенсировать дополнительный шум.

    Common Rail с прямым впрыском

    В старых дизельных двигателях топливный насос распределительного типа, регулируемый двигателем, подает потоки топлива к форсункам, которые представляют собой простые форсунки, через которые дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя.

    В системах Common Rail отсутствует топливный насос распределителя. Вместо этого насос сверхвысокого давления хранит резервуар с топливом под высоким давлением — до 1800 бар (180 МПа, 26000 фунтов на квадратный дюйм) — в «общей магистрали», в основном в трубке, которая, в свою очередь, ответвляется к управляемым компьютером инжекторным клапанам, каждая из них содержит сопло и плунжер, приводимый в действие соленоидом или даже пьезоэлектрическими приводами (которые теперь используются Mercedes, например, в их мощных выходных 3.0L V6 common rail дизель).

    Большинство европейских автопроизводителей имеют дизельные двигатели с системой Common Rail в модельных рядах, даже для коммерческих автомобилей. Некоторые японские производители, такие как Toyota, Nissan и недавно Honda, также разработали дизельные двигатели с системой Common Rail.

    Агрегат прямого впрыска

    Устройство прямого впрыска также впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр двигателя. Однако в этой системе инжектор и насос объединены в один блок, расположенный над каждым цилиндром.Таким образом, каждый цилиндр имеет свой собственный насос, питающий собственный инжектор, что предотвращает колебания давления и позволяет добиться более равномерного впрыска. Этот тип системы впрыска, также разработанный Bosch, используется Volkswagen AG в автомобилях (где она называется «система Pumpe-Düse», буквально «система насос-форсунка»), а также Mercedes Benz (PLD) и большинство крупных компаний. производители дизельных двигателей для крупных коммерческих двигателей (CAT, Cummins, Detroit Diesel). Благодаря последним достижениям давление в насосе было увеличено до 2050 бар (205 МПа), что позволило обеспечить параметры впрыска, аналогичные системам Common Rail.

    Опасность травмы при подкожной инъекции

    Поскольку многие системы впрыска топлива дизельных двигателей работают при чрезвычайно высоком давлении, существует риск травмы при подкожном впрыске топлива, если топливная форсунка снимается с места и работает на открытом воздухе.

    Типы дизельных двигателей

    Ранние дизельные двигатели

    Рудольф Дизель задумал свой двигатель, чтобы заменить паровой двигатель в качестве основного источника энергии для промышленности. В качестве таких дизельных двигателей в конце 19-го и начале 20-го веков использовалась та же базовая схема и форма, что и в промышленных паровых двигателях, с длиннопроходными цилиндрами, внешним клапанным редуктором, крестовыми подшипниками и открытым коленчатым валом, соединенным с большим маховиком.Меньшие двигатели будут построены с вертикальными цилиндрами, в то время как большинство промышленных двигателей среднего и большого размера были построены с горизонтальными цилиндрами, как и паровые двигатели. В обоих случаях двигатели могли быть построены с более чем одним цилиндром. Самые большие ранние дизели напоминали паровой двигатель с поршневым двигателем тройного расширения, будучи высотой в несколько десятков футов с вертикальными цилиндрами, расположенными в линию. Эти ранние двигатели работали на очень низких скоростях — отчасти из-за ограничений их оборудования для форсунок воздушной струи, а отчасти потому, что они были совместимы с большинством промышленного оборудования, разработанного для паровых двигателей — обычно были диапазоны скоростей от 100 до 300 об / мин.Двигатели обычно запускались, позволяя сжатому воздуху в цилиндры вращать двигатель, хотя двигатели меньшего размера можно было запустить вручную.

    В первые десятилетия двадцатого века, когда большие дизельные двигатели впервые устанавливались на судах, они имели форму, аналогичную обычным в то время паровым двигателям, с поршнем, соединенным с шатуном через крейцкопф. несущий. Следуя практике паровых двигателей, были сконструированы 4-тактные дизельные двигатели двойного действия для увеличения выходной мощности, при этом сгорание происходит с обеих сторон поршня, с двумя наборами клапанного механизма и впрыском топлива.Эта система также означала, что направление вращения двигателя можно было изменить на противоположное, изменив синхронизацию форсунок. Это означало, что двигатель можно было соединить непосредственно с гребным винтом без коробки передач. Несмотря на то, что дизельный двигатель двойного действия вырабатывал большую мощность и был очень эффективным, основная проблема заключалась в обеспечении хорошего уплотнения, когда шток поршня проходил через дно нижней камеры сгорания к подшипнику крейцкопфа. К 1930-м годам стало проще и надежнее устанавливать турбокомпрессоры на двигатели, хотя подшипники крейцкопфа по-прежнему используются для уменьшения нагрузки на подшипники коленчатого вала и износа цилиндров в больших длинноходных «соборных» двигателях.

    Современные дизельные двигатели

    Есть два класса дизельных и бензиновых двигателей, двухтактные и четырехтактные. Большинство дизелей обычно используют четырехтактный цикл, а некоторые более крупные дизели работают по двухтактному циклу, в основном огромные двигатели на кораблях. В большинстве современных локомотивов используется двухтактный дизель, соединенный с генератором, который вырабатывает ток для привода электродвигателей, устраняя необходимость в трансмиссии. Для достижения рабочего давления в цилиндрах двухтактные дизели должны использовать принудительную аспирацию от турбонагнетателя или нагнетателя.Двухтактные дизельные двигатели идеально подходят для таких применений из-за их высокой удельной мощности — при вдвое большем количестве ходов на оборот коленчатого вала по сравнению с четырехтактным двигателем они способны производить гораздо больше мощности на рабочий объем.

    Обычно ряды цилиндров используются в количестве, кратном двум, хотя может использоваться любое количество цилиндров, если нагрузка на коленчатый вал уравновешивается для предотвращения чрезмерной вибрации. Рядный шестицилиндровый двигатель является наиболее распространенным в двигателях средней и большой мощности, хотя V8 и рядный четырехцилиндровый двигатель также распространены.Двигатели малой мощности (обычно считаются двигателями объемом менее 5 литров, как правило, являются 4- или 6-цилиндровыми типами, причем 4-цилиндровые двигатели являются наиболее распространенным типом, используемым в автомобильной промышленности. Также производятся 5-цилиндровые дизельные двигатели, являясь компромиссом между плавным ходом 6-цилиндрового двигателя и компактными размерами 4-цилиндрового двигателя. Дизельные двигатели для небольших заводских машин, лодок, тракторов, генераторов и насосов могут быть четырех-, трех-, двухцилиндровыми. , с одноцилиндровым дизельным двигателем, оставшимся для легкой стационарной работы.

    Стремление улучшить удельную мощность дизельного двигателя привело к появлению нескольких новых цилиндров, позволяющих извлечь больше мощности из заданной мощности. Двигатель Napier Deltic с тремя цилиндрами, расположенными в форме треугольника, каждый из которых содержит два поршня встречного действия, а весь двигатель имеет три коленчатых вала, является одним из наиболее известных. Компания Commer van из Соединенного Королевства разработала аналогичную конструкцию для дорожных транспортных средств. Двигатель Commer имел три горизонтальных рядных цилиндра, каждый с двумя поршнями встречного действия, а двигатель имел два коленчатых вала.Хотя обе эти конструкции позволяли производить большую мощность для заданной мощности, они были сложными и дорогими в производстве и эксплуатации, и когда в 1960-х годах технология турбокомпрессоров улучшилась, это оказалось гораздо более надежным и простым способом извлечения большей мощности.

    В качестве сноски, до 1949 года компания Sulzer начала экспериментировать с двухтактными двигателями с давлением наддува до шести атмосфер, в которых вся выходная мощность отбиралась от выхлопной турбины. Двухтактные поршни непосредственно приводили в движение поршни воздушного компрессора, создавая газогенератор прямого вытеснения.Противоположные поршни соединялись тягами вместо коленчатых валов. Несколько из этих блоков могут быть соединены вместе, чтобы подавать энергетический газ для одной большой выходной турбины. Общий тепловой КПД был примерно вдвое выше, чем у простой газовой турбины. (Источник Modern High Speed ​​Oil Engines Volume II, автор C. W. Chapman, изданный The Caxton Publishing Co. Ltd., перепечатанный в июле 1949 г.)

    Карбюраторные двигатели с воспламенением от сжатия модели

    Простые двигатели с воспламенением от сжатия изготавливаются для модельной маршевой установки.Это очень похоже на типичный двигатель со свечами накаливания, который работает на смеси метанола (метиловый спирт) и смазки (обычно касторового масла) (и иногда нитрометана для улучшения характеристик) с нитью накала, обеспечивающей зажигание. Вместо свечи накаливания головка имеет регулируемый противопоршень над поршнем, образующий верхнюю поверхность камеры сгорания. Этот контрпоршень удерживается регулировочным винтом, управляемым внешним рычагом (или иногда съемным шестигранным ключом).Используемое топливо содержит эфир, который является очень летучим и имеет чрезвычайно низкую температуру вспышки, в сочетании с керосином и смазкой плюс очень небольшую долю (обычно 2 процента) улучшителя воспламенения, такого как амилнитрат или предпочтительно изопропилнитрат в настоящее время. Двигатель запускается за счет уменьшения компрессии и настройки смеси распылителя богатой с помощью регулируемого игольчатого клапана, постепенно увеличивая компрессию при проворачивании двигателя. Компрессия увеличивается до тех пор, пока двигатель не запустится.Затем смесь можно вытянуть и усилить сжатие. По сравнению с двигателями со свечами накаливания модельные дизельные двигатели демонстрируют гораздо более высокую экономию топлива, что увеличивает срок службы в зависимости от количества перевозимого топлива. Они также обладают более высоким крутящим моментом, что позволяет вращать гребной винт с большим или большим шагом на меньшей скорости. Поскольку сгорание происходит задолго до того, как выхлопное отверстие открывается, эти двигатели также значительно тише (без глушителя), чем двигатели со свечами накаливания аналогичного объема.По сравнению с двигателями со свечами накаливания модельные дизели труднее регулировать в широком диапазоне мощностей, что делает их менее подходящими для моделей с радиоуправлением, чем двух- или четырехтактные двигатели со свечами накаливания, хотя эта разница, как утверждается, менее заметна с использование современных двигателей с шнерле-портом.

    Преимущества и недостатки по сравнению с двигателями с искровым зажиганием

    Мощность и расход топлива

    Дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые двигатели той же мощности, что приводит к более низкому расходу топлива.Обычный запас на 40 процентов больше миль на галлон для эффективного турбодизеля. Например, текущая модель _koda Octavia, использующая двигатели Volkswagen Group, имеет комбинированный европейский рейтинг 38 миль на галлон США (6,2 литра на 100 км (л / 100 км)) при базовой мощности 102 л.с. (76 киловатт). (кВт)) бензиновый двигатель и 54 миль на галлон (4,4 л / 100 км) для дизельного двигателя мощностью 105 л.с. (75 кВт). Однако при таком сравнении не учитывается, что дизельное топливо более плотное и содержит примерно на 15 процентов больше энергии.Корректируя цифры для Octavia, можно обнаружить, что общая энергоэффективность дизельной версии все еще примерно на 20 процентов выше, несмотря на снижение веса дизельного двигателя. При сравнении двигателей относительно небольшой мощности для веса автомобиля (таких как двигатели мощностью 75 лошадиных сил (л.с.) для Volkswagen Golf) общее преимущество дизеля в энергоэффективности еще больше уменьшается, но все же составляет от 10 до 15 процентов.

    Хотя более высокая степень сжатия помогает повысить эффективность, дизельные двигатели намного экономичнее бензиновых (бензиновых) двигателей при малой мощности и на холостом ходу.В отличие от бензинового двигателя, у дизелей отсутствует дроссельная заслонка (дроссельная заслонка) во впускной системе, которая закрывается на холостом ходу. Это создает паразитное сопротивление входящему воздуху, снижая эффективность бензиновых / бензиновых двигателей на холостом ходу. Из-за более низких тепловых потерь дизельные двигатели имеют меньший риск постепенного перегрева, если они остаются на холостом ходу в течение длительного времени. Например, во многих приложениях, таких как морское хозяйство, сельское хозяйство и железная дорога, дизели остаются без присмотра в течение многих часов, а иногда и дней. Эти преимущества особенно привлекательны для локомотивов.

    Безнаддувные дизельные двигатели тяжелее бензиновых двигателей той же мощности по двум причинам. Во-первых, требуется дизельный двигатель большего рабочего объема, чтобы вырабатывать такую ​​же мощность, как бензиновый двигатель. Это в основном потому, что дизель должен работать на более низких оборотах двигателя. Дизельное топливо впрыскивается непосредственно перед зажиганием, поэтому у топлива остается мало времени, чтобы найти весь кислород в цилиндре. В бензиновом двигателе воздух и топливо смешиваются на протяжении всего такта сжатия, обеспечивая полное смешивание даже при более высоких оборотах двигателя.Вторая причина большего веса дизельного двигателя заключается в том, что он должен быть прочнее, чтобы выдерживать более высокое давление сгорания, необходимое для воспламенения, и ударную нагрузку от детонации воспламеняющейся смеси. В результате возвратно-поступательная масса (поршень и шатун) и результирующие силы для ускорения и замедления этих масс существенно выше, чем тяжелее, крупнее и прочнее деталь, и законы уменьшения отдачи от прочности компонентов. , масса компонентов и инерция — все это играет важную роль для создания баланса смещений, оптимальной средней выходной мощности, веса и долговечности.

    Тем не менее, именно такое же качество сборки позволило некоторым энтузиастам добиться значительного увеличения мощности двигателей с турбонаддувом за счет довольно простых и недорогих модификаций. Бензиновый двигатель аналогичного размера не может обеспечить сопоставимое увеличение мощности без значительных изменений, поскольку стандартные компоненты не смогут выдерживать более высокие нагрузки, оказываемые на них. Поскольку дизельный двигатель уже сконструирован так, чтобы выдерживать более высокие уровни нагрузки, он является идеальным кандидатом для настройки характеристик с небольшими затратами.Однако следует сказать, что любая модификация, которая увеличивает количество топлива и воздуха, пропускаемого через дизельный двигатель, увеличивает его рабочую температуру, что сокращает его срок службы и увеличивает требования к интервалам обслуживания. Это проблемы с более новыми, более легкими, высокопроизводительными дизельными двигателями, которые не «перестроены» по сравнению с более старыми двигателями, и их подталкивают к обеспечению большей мощности в меньших двигателях.

    Добавление турбонагнетателя или нагнетателя к двигателю в значительной степени способствует увеличению экономии топлива и выходной мощности, уменьшая ограничение скорости впуска топлива и воздуха, упомянутое выше, для данного рабочего объема двигателя.Давление наддува может быть выше на дизельных двигателях, чем на бензиновых, а более высокая степень сжатия позволяет дизельному двигателю быть более эффективным, чем сопоставимый двигатель с искровым зажиганием. Хотя теплотворная способность топлива немного ниже — 45,3 МДж / кг (мегаджоулей на килограмм) до бензина — 45,8 МДж / кг, дизельное топливо намного плотнее, и топливо продается по объему, поэтому дизельное топливо содержит больше энергии на литр или галлон. Повышенная экономия топлива дизельного двигателя по сравнению с бензиновым двигателем означает, что дизель производит меньше углекислого газа (CO2) на единицу расстояния.В последнее время успехи в производстве и изменения политического климата повысили доступность и осведомленность о биодизеле, альтернативе дизельному топливу, полученному из нефти, с гораздо меньшими чистыми выбросами CO2, благодаря поглощению CO2 заводами, используемыми для производства. топливо.

    Выбросы

    Дизельные двигатели производят очень мало оксида углерода, поскольку они сжигают топливо в избытке воздуха даже при полной нагрузке, при которой количество впрыскиваемого топлива за цикл все еще составляет около 50 процентов от стехиометрической смеси.Однако они могут производить сажу (или, точнее, твердые частицы дизельного топлива) из своих выхлопных газов, которые состоят из несгоревших углеродных соединений. Это часто вызвано изношенными форсунками, которые не распыляют топливо в достаточной степени, или неисправной системой управления двигателем, которая позволяет впрыскивать больше топлива, чем может быть полностью сожжено за доступное время.

    Предел полной нагрузки дизельного двигателя при нормальной эксплуатации определяется «пределом черного дыма», за пределами которого топливо не может полностью сгореть; поскольку «предел черного дыма» по-прежнему значительно меньше стехиометрического, можно получить больше мощности, превысив его, но в результате неэффективное сгорание означает, что дополнительная мощность достигается за счет снижения эффективности сгорания, высокого расхода топлива и плотных облаков дым, поэтому это делается только в специализированных приложениях (например, тягач трактора), где эти недостатки не вызывают особого беспокойства.

    Аналогичным образом, при запуске из холодного состояния эффективность сгорания двигателя снижается, поскольку холодный блок двигателя забирает тепло из цилиндра в такте сжатия. В результате топливо не сгорает полностью, что приводит к сине-белому дыму и снижению выходной мощности до тех пор, пока двигатель не прогреется. Это особенно характерно для двигателей с прямым впрыском, которые менее эффективны с точки зрения термической эффективности. При электронном впрыске время и продолжительность последовательности впрыска могут быть изменены, чтобы это компенсировать.Старые двигатели с механическим впрыском могут иметь ручное управление для изменения времени или многофазные свечи накаливания с электронным управлением, которые остаются включенными в течение определенного периода после запуска, чтобы обеспечить чистое сгорание — свечи автоматически переключаются на более низкую мощность, чтобы предотвратить они выгорают.

    Частицы размера, обычно называемого PM10 (частицы размером 10 микрометров или меньше), вызывают проблемы со здоровьем, особенно в городах. Некоторые современные дизельные двигатели оснащены фильтрами твердых частиц, которые улавливают сажу и при насыщении автоматически регенерируются путем сжигания частиц.Другие проблемы, связанные с выхлопными газами (оксиды азота, оксиды серы), можно смягчить с помощью дополнительных инвестиций и оборудования; некоторые дизельные автомобили теперь имеют каталитические нейтрализаторы в выхлопе.

    Мощность и крутящий момент

    Для коммерческого использования, требующего буксировки, перевозки грузов и других тяговых задач, дизельные двигатели, как правило, имеют более желательные характеристики крутящего момента. Дизельные двигатели, как правило, имеют довольно низкий пик крутящего момента в своем диапазоне скоростей (обычно между 1600–2000 об / мин для агрегата малой мощности и ниже для более крупного двигателя, используемого в грузовике).Это обеспечивает более плавное управление большими нагрузками при запуске из состояния покоя и, что особенно важно, позволяет дизельному двигателю получать более высокие нагрузки на низких оборотах, чем бензиновый / бензиновый двигатель, что делает их гораздо более экономичными для этих применений. Эта характеристика не так желательна для частных автомобилей, поэтому большинство современных дизелей, используемых в таких транспортных средствах, используют электронное управление, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией и более короткие ходы поршня для достижения более широкого распределения крутящего момента в диапазоне скоростей двигателя, обычно достигая пика около 2500–3000 об / мин. .

    Надежность

    Отсутствие системы электрического зажигания значительно повышает надежность. Высокая долговечность дизельного двигателя также обусловлена ​​его избыточной конструкцией (см. Выше), а также циклом сгорания дизельного топлива, который создает менее резкие изменения давления по сравнению с двигателем с искровым зажиганием, преимущество, которое усиливается за счет более низкие частоты вращения в дизелях. Дизельное топливо является лучшим смазочным материалом, чем бензин, поэтому менее вредно для масляной пленки на поршневых кольцах и отверстиях цилиндров; Обычно дизельные двигатели преодолевают 400 000 км или более без ремонта.

    Качество и разнообразие видов топлива

    В дизельных двигателях топливо испаряется с помощью механической форсунки (вместо жиклера Вентури в карбюраторе, как в бензиновом двигателе). Это принудительное испарение означает, что можно использовать менее летучие виды топлива. Что еще более важно, поскольку в цилиндр в дизельном двигателе подается только воздух, степень сжатия может быть намного выше, поскольку отсутствует риск преждевременного воспламенения при условии, что процесс впрыска точно рассчитан по времени. Это означает, что температура цилиндров в дизельном двигателе намного выше, чем в бензиновом, что позволяет использовать меньше горючего топлива.

    Дизельное топливо — это разновидность легкого дизельного топлива, очень похожего на керосин, но дизельные двигатели, особенно старые или простые конструкции, в которых отсутствуют прецизионные электронные системы впрыска, могут работать на большом количестве других видов топлива. Одна из наиболее распространенных альтернатив — растительное масло из самых разных растений. Некоторые двигатели могут работать на растительном масле без модификаций, а для большинства других требуются довольно простые изменения. Биодизель — это чистое дизельное топливо, очищенное из растительного масла, которое может использоваться почти во всех дизельных двигателях.Единственными ограничениями для топлива, используемого в дизельных двигателях, является способность топлива течь по топливопроводам и способность топлива адекватно смазывать насос форсунки и форсунки.

    Дизельное топливо в двигателях с искровым зажиганием

    Бензиновый двигатель (с искровым зажиганием) иногда может действовать как двигатель с воспламенением от сжатия при ненормальных обстоятельствах, явление, обычно описываемое как гудение или горит (при нормальной работе) или дизельное топливо (когда двигатель продолжает работать после электрическая система зажигания отключена).Обычно это вызвано горячим нагаром в камере сгорания, который действует так же, как свеча накаливания в дизельном двигателе или двигателе модели самолета. Чрезмерный нагрев также может быть вызван неправильной синхронизацией зажигания и / или соотношением топливо / воздух, что, в свою очередь, приводит к перегреву открытых частей свечи зажигания в камере сгорания. Наконец, двигатели с высокой степенью сжатия, для которых требуется высокооктановое топливо, могут вызывать детонацию при использовании низкооктанового топлива.

    Характеристики топлива и жидкости

    Дизельные двигатели могут работать на различных видах топлива, в зависимости от конфигурации, хотя одноименное дизельное топливо, получаемое из сырой нефти, является наиболее распространенным.Качественное дизельное топливо можно синтезировать из растительного масла и спирта. Популярность биодизеля растет, поскольку его часто можно использовать в немодифицированных двигателях, хотя производство по-прежнему ограничено. В последнее время биодизельное топливо из кокоса, которое может производить очень многообещающий кокосовый метилэстер (CME), обладает характеристиками, которые улучшают смазывающую способность и сгорание, давая обычному дизельному двигателю без каких-либо модификаций большую мощность, меньше твердых частиц или черного дыма и более плавную работу двигателя. Филиппины первыми начали исследования CME на основе кокоса с помощью немецких и американских ученых.Дизельное топливо, полученное из нефти, часто называют петродизелем , если необходимо определить источник топлива.

    Двигатели могут работать с полным спектром дистиллятов сырой нефти, от сжатого природного газа, спиртов, бензина до мазута , от дизельного топлива до остаточного топлива. Тип используемого топлива представляет собой сочетание требований к обслуживанию и затрат на топливо.

    Остаточное топливо — это «отходы» процесса дистилляции и представляют собой более густую, тяжелую нефть или нефть с более высокой вязкостью, которая настолько густая, что ее трудно перекачивать без нагрева.Остаточное жидкое топливо дешевле чистого рафинированного дизельного топлива, хотя и более грязное. Их основные соображения касаются использования на судах и очень больших генераторных установках из-за стоимости большого объема потребляемого топлива, часто составляющего многие метрические тонны в час. Слабоочищенное биотопливо прямое растительное масло (SVO) и отработанное растительное масло (WVO) могут попадать в эту категорию. Помимо этого, использование низкосортного топлива может привести к серьезным проблемам с техническим обслуживанием. Большинство дизельных двигателей, используемых на кораблях, таких как супертанкеры, построены таким образом, что в них можно безопасно использовать низкосортное топливо.

    Обычное дизельное топливо труднее воспламенить, чем бензин, из-за его более высокой температуры воспламенения, но при горении дизельное топливо может быть сильным.

    Дизельное топливо

    Использование дизельного двигателя во всем мире во многом зависит от местных условий и конкретного применения. Области применения, требующие надежности дизеля и высокого крутящего момента (например, тракторы, грузовики, тяжелое оборудование, большинство автобусов и т. Д.), Можно найти практически во всем мире (очевидно, что эти применения также выигрывают от улучшенной топливной экономичности дизеля).Местные условия, такие как цены на топливо, играют большую роль в принятии дизельного двигателя — например, в Европе большинство тракторов были дизельными к концу 1950-х годов, в то время как в Соединенных Штатах дизельное топливо не доминировало на рынке до 1970-х годов. . Аналогичным образом, около половины всех автомобилей, продаваемых в Европе (где цены на топливо высоки), имеют дизельные двигатели, в то время как практически нет частных автомобилей в Северной Америке с дизельными двигателями из-за гораздо более низких затрат на топливо и плохого имиджа в обществе.

    Помимо их использования на торговых судах и лодках, существует также морское преимущество в относительной безопасности дизельного топлива, в дополнение к большей дальности полета по сравнению с бензиновым двигателем.Немецкие «карманные линкоры» были самыми большими дизельными военными кораблями, но немецкие торпедные катера, известные как E-boat (Schnellboot) времен Второй мировой войны, также были дизельными кораблями. Обычные подводные лодки использовали их еще до Первой мировой войны. Преимуществом американских дизель-электрических подводных лодок было то, что они работали по двухтактному циклу по сравнению с четырехтактным, который использовали другие военно-морские силы.

    Mercedes-Benz, сотрудничая с Robert Bosch GmbH, с 1936 года успешно ведет производство легковых автомобилей с дизельным двигателем, продаваемых во многих частях мира, и другие производители присоединились к ним в 1970-х и 1980-х годах.За ними последовали и другие производители автомобилей: Borgward в 1952 году, Fiat в 1953 году и Peugeot в 1958 году.

    В США дизельное топливо не так популярно в легковых автомобилях, как в Европе. Такие автомобили традиционно воспринимались как более тяжелые, более шумные, имеющие характеристики, из-за которых они медленнее разгоняются, более грязные, пахнущие и более дорогие, чем аналогичные автомобили с бензиновым двигателем. С конца 1970-х до примерно середины 1980-х годов подразделения General Motors Oldsmobile, Cadillac и Chevrolet производили маломощные и ненадежные дизельные версии своих бензиновых двигателей V8, что является одной из очень хороших причин такой репутации.Dodge со своими знаменитыми шестицилиндровыми дизельными двигателями Cummins, устанавливаемыми в пикапы (примерно с конца 1980-х годов), действительно возродил популярность дизельных двигателей в легких транспортных средствах среди американских потребителей, но улучшенный и широко распространенный американский дизельный двигатель обычного производства легковой автомобиль так и не материализовался. Попытка переоборудовать бензиновый двигатель для использования дизельного топлива оказалась безрассудной со стороны GM. Компания Ford Motor Company пробовала использовать дизельные двигатели в некоторых легковых автомобилях в 1980-х годах, но безуспешно.Кроме того, до введения 15 частей на миллион дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы, которое началось 15 октября 2006 года в США (1 июня 2006 года в Канаде), дизельное топливо, используемое в Северной Америке, все еще имело более высокое содержание серы, чем дизельное топливо. топливо, используемое в Европе, эффективно ограничивая использование дизельного топлива в промышленных транспортных средствах, что еще больше способствовало негативному имиджу. Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы не является обязательным до 2010 года в Соединенных Штатах. Это изображение не отражает последние разработки, особенно в том, что касается очень высокого крутящего момента на низких оборотах современных дизелей, которые имеют характеристики, аналогичные большим бензиновым двигателям V8, популярным в Соединенных Штатах.Легкие и тяжелые грузовики в Соединенных Штатах уже много лет оснащаются дизельным двигателем. После внедрения дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы Mercedes-Benz начал продавать легковые автомобили под брендом BlueTec. Кроме того, другие производители, такие как Ford, General Motors, Honda, планировали в 2008-2009 годах продавать в США дизельные автомобили, предназначенные для удовлетворения более жестких требований к выбросам в 2010 году.

    В Европе, где налоговые ставки во многих странах делают дизельное топливо намного дешевле, чем бензин, очень популярны дизельные автомобили (более половины проданных новых автомобилей оснащены дизельными двигателями), а новые конструкции значительно сократили различия между бензиновыми и дизельными автомобилями. упомянутые области.Часто среди сопоставимых моделей турбодизели превосходят своих бензиновых безнаддувных автомобилей-сестер. Один анекдот рассказывает о гонщике Формулы-1 Дженсоне Баттоне, который был арестован за рулем дизельного BMW 330cd Coupé на скорости 230 километров в час (км / ч) во Франции, где он был слишком молод. нанять ему машину с бензиновым двигателем. В последующих интервью Баттон сухо заметил, что на самом деле он оказал BMW услугу по связям с общественностью, поскольку никто не верил, что дизель может ездить так быстро.Тем не менее, BMW уже выиграла 24 часа Нюрбургринга в 1998 году с дизельным двигателем 3-й серии. Дизельную лабораторию BMW в Штайре, Австрия, возглавляет Ференц Аниситс, и она разрабатывает инновационные дизельные двигатели.

    Mercedes-Benz, предлагающий легковые автомобили с дизельным двигателем с 1936 года, делает упор на высокопроизводительные дизельные автомобили в своих новых моделях, как и Volkswagen со своими брендами. Citroën продает больше автомобилей с дизельными двигателями, чем с бензиновыми, поскольку французские бренды (также Peugeot) первыми разработали бездымные конструкции HDI с фильтрами.Даже итальянская марка Alfa Romeo, известная своим дизайном и успешной гоночной историей, делает акцент на дизелях, которые также участвуют в гонках.

    Несколько мотоциклов были построены с дизельными двигателями, но недостатки веса и стоимости обычно перевешивают повышение эффективности в этом случае.

    В отрасли дизельных двигателей двигатели часто подразделяются на три неофициальные группы по частоте вращения:

    Высокоскоростной
    Высокоскоростные (примерно 1200 об / мин и более) двигатели используются для питания грузовиков (грузовиков), автобусов, тракторов, автомобилей, яхт, компрессоров, насосов и небольших электрических генераторов.
    Средняя скорость
    Большие электрические генераторы часто приводятся в движение двигателями со средней скоростью (приблизительно от 300 до 1200 об / мин), которые оптимизированы для работы на заданной (синхронной) скорости в зависимости от частоты генерации (50 или 60 Гц) и обеспечивают быструю реакцию на изменения нагрузки. . Среднеоборотные двигатели также используются для судовых двигателей и механических приводов, таких как большие компрессоры или насосы. Самые большие среднеоборотные двигатели, производимые сегодня (2007 г.), имеют мощность примерно до 22 400 кВт (30 000 л.с.).Производимые сегодня среднеоборотные двигатели в основном представляют собой четырехтактные машины, однако некоторые двухтактные двигатели все еще производятся.
    Низкоскоростная
    (также известный как «тихоходный»). Самые большие дизельные двигатели в основном используются для питания кораблей, хотя есть и очень мало наземных энергоблоков. Эти чрезвычайно большие двухтактные двигатели имеют выходную мощность до 80 МВт, работают в диапазоне примерно от 60 до 120 об / мин, имеют высоту до 15 м и могут весить более 2000 тонн.Обычно они работают на дешевом низкосортном «тяжелом топливе», также известном как «бункерное» топливо, которое требует подогрева на корабле для заправки и перед впрыском из-за высокой вязкости топлива. Такие компании, как MAN B&W Diesel (ранее Burmeister & Wain) и Wärtsilä (которая приобрела Sulzer Diesel) разрабатывают такие большие низкооборотные двигатели. Они необычайно узкие и высокие из-за добавления подшипника крейцкопфа. Сегодня (2007 г.) 14-цилиндровый двухтактный дизельный двигатель Wärtsilä RT-flex 96C с турбонаддувом, построенный лицензиатом Wärtsilä Doosan в Корее, является самым мощным дизельным двигателем, введенным в эксплуатацию, с диаметром цилиндра 960 мм, обеспечивающим 80.08 МВт (108 920 л.с.). Он был введен в эксплуатацию в сентябре 2006 года на борту крупнейшего в мире контейнеровоза Emma Maersk, принадлежащего группе A.P. Moller-Maersk.

    Необычные приложения

    Самолет

    Цеппелины Graf Zeppelin II и Hindenburg приводились в движение реверсивными дизельными двигателями . Направление работы было изменено переключением шестерен на распредвале. При переходе на полную мощность двигатели можно было останавливать, переключать и выводить на полную мощность при движении задним ходом менее чем за 60 секунд.

    Впервые дизельные двигатели были испытаны в самолетах в 1930-х годах. Ряд производителей построили двигатели, наиболее известными из которых, вероятно, были радиальные двигатели Packard с воздушным охлаждением и Junkers Jumo 205, которые были умеренно успешными, но оказались непригодными для боевого применения во время Второй мировой войны. В послевоенное время еще одним интересным предложением стал комплекс Napier Nomad. В целом, однако, более низкая удельная мощность дизелей, особенно по сравнению с турбовинтовыми двигателями, работающими на керосине, не позволяет использовать их в этом приложении.

    Очень высокая стоимость бензина в Европе и достижения в области автомобильных дизельных технологий привели к возобновлению интереса к этой концепции. Новые сертифицированные легкие самолеты с дизельными двигателями уже доступны, и ряд других компаний также разрабатывают для этих целей новые конструкции двигателей и самолетов. Многие из них работают на легкодоступном авиационном топливе или могут работать как на авиационном топливе, так и на обычном автомобильном дизельном топливе. Чтобы добиться высокого соотношения мощности и веса, необходимого для авиационного двигателя, эти новые «аэродизели» обычно являются двухтактными, а некоторые, например, британский двигатель «Dair», используют поршни встречного действия для увеличения мощности.

    Автомобильные гонки

    Несмотря на то, что вес и меньшая мощность дизельного двигателя, как правило, не позволяют использовать его в автомобильных гонках, существует множество дизелей, участвующих в гонках в тех классах, которые им необходимы, в основном в гонках на грузовиках и тягаче, а также в гонках, где они недостатки менее серьезны, например, гонки на рекорд наземной скорости или гонки на выносливость. Существуют даже драгстеры с дизельным двигателем, несмотря на такие недостатки дизеля, как вес и низкие пиковые обороты.

    В 1931 году Клесси Камминс установил свой дизель в гоночную машину, разогнавшись до 162 км / ч в Дейтоне и 138 км / ч в гонке 500 в Индианаполисе, где Дэйв Эванс довел его до тринадцатого места, финишировав всю гонку без пит-стопа. , полагаясь на крутящий момент и топливную экономичность, чтобы преодолеть вес и низкую пиковую мощность.

    В 1933 году Bentley 1925 года с двигателем Gardner 4LW стал первым автомобилем с дизельным двигателем, участвовавшим в ралли Монте-Карло, когда им управлял лорд Ховард де Клиффорд. Это была ведущая британская машина и заняла пятое место в общем зачете.

    В 1952 году Фред Агабашян выиграл поул-позицию в гонке Indianapolis 500 на 6,6-литровом дизельном автомобиле Cummins с турбонаддувом, установив рекорд скорости на круге поул-позиции — 222,108 км / ч или 138,010 миль / ч. Хотя Агабашян оказался на восьмом месте перед первым поворотом, он поднялся на пятое место за несколько кругов и бежал конкурентоспособно, пока плохо расположенный воздухозаборник машины не поглотил достаточно мусора с трассы, чтобы отключить турбокомпрессор на 71-м круге; он финишировал 27-м.

    С развитием дизельных автомобилей с турбонаддувом, которые стали сильнее в 1990-х, они также участвовали в гонках туристических автомобилей, и BMW даже выиграла 24 часа Нюрбургринга в 1998 году с 320d против других заводских дизельных соревнований Volkswagen и около 200 автомобилей с обычным двигателем . Alfa Romeo даже организовала гоночную серию со своими моделями Alfa Romeo 147 1.9 JTD.

    Участники ралли VW «Дакар» 2005 и 2006 гг. Оснащены двигателями собственной линейки TDI, чтобы побороться за первую победу в общем зачете дизельных двигателей.Между тем, пятикратный победитель гонок Audi R8 в гонке 24 часа Ле-Мана был заменен Audi R10 в 2006 году, который оснащен двигателем V12 TDI Common Rail мощностью 650 л.с. (485 кВт) и 1100 Н • м (810 фунт-сила • фут). дизельный двигатель, соединенный с 5-ступенчатой ​​коробкой передач вместо 6-ти ступенчатой ​​коробки передач, использовавшейся в R8, для обработки дополнительного крутящего момента. Коробка передач считается главной проблемой, поскольку предыдущие попытки других потерпели неудачу из-за отсутствия подходящих трансмиссий, которые могли бы выдерживать крутящий момент достаточно долго.

    После победы в гонке «12 часов Себринга» в 2006 году на своем дизельном R10, Audi также одержала общую победу в «24 часах Ле-Мана» 2006 года.Впервые спортивный автомобиль может побороться за общие победы с дизельным топливом против автомобилей, работающих на обычном топливе или метаноле и биоэтаноле. Однако значение этого немного уменьшается из-за того, что правила гонки ACO / ALMS поощряют использование альтернативных видов топлива, таких как дизельное топливо.

    Audi снова одержала победу в Себринге в 2007 году. У нее было преимущество как в скорости, так и в экономии топлива по сравнению с другими автомобилями, включая Porsche RS Spyder, специально построенные гоночные автомобили с бензиновым двигателем.После победы в Себринге можно с уверенностью сказать, что дизели Audi снова выиграют 24 часа Ле-Мана 2007 года в этом году. Единственное соревнование, исходящее от гоночного автомобиля Peugeot 908 с дизельным двигателем. Но эта машина не повернула колесо в гонке.

    В 2006 году JCB Dieselmax побил рекорд наземной скорости с дизельным двигателем, достигнув средней скорости более 328 миль в час. В автомобиле использовались «два дизельных двигателя общей мощностью 1500 лошадиных сил (1120 киловатт). Каждый из них представляет собой 4-цилиндровый двигатель объемом 4,4 литра, используемый в коммерческих целях в качестве экскаватора-погрузчика.» [1]

    В 2007 году SEAT — с SEAT León Mk2 на Oschersleben Motorsport Arena в Германии — стал первым производителем, выигравшим раунд серии WTCC на дизельном автомобиле, всего через месяц после объявления о нем. примите участие в чемпионате мира среди гоночных автомобилей FIA с Leon TDI. Успех SEAT с León TDI был продолжен и привел к завоеванию титулов чемпионата FIA WTCC 2009 года (как для пилотов, так и для производителей).

    В 2007 году Уэс Андерсон возглавил Gale Banks Engineering, построивший 1250-сильный дизельный пикап Pro-Stock Chevrolet S-10 с дизельным двигателем, ставший рекордом Национальной ассоциации дизелей Hot Rod Diesel Association, равным 7.72 секунды на скорости 179 миль в час на четверть мили. [2]

    Мотоциклы

    Из-за традиционно плохого отношения мощности к массе дизельные двигатели, как правило, не подходят для использования на мотоциклах, которые требуют большой мощности, легкого веса и быстроходного двигателя. Однако в 1980-х годах силы НАТО в Европе перевели все свои машины на дизельные двигатели. У некоторых был парк мотоциклов, поэтому для них были проведены испытания дизельных двигателей. Одноцилиндровые двигатели с воздушным охлаждением, построенные Ломбардини из Италии, использовались и имели некоторый успех, достигая производительности, аналогичной бензиновым мотоциклам, и расходу топлива почти 200 миль на галлон.Это привело к тому, что некоторые страны переоборудовали свои мотоциклы на дизельные двигатели.

    Разработка Крэнфилдского университета и калифорнийской компании Hayes Diversified Technologies привела к производству дизельного внедорожного мотоцикла на базе ходовой части дорожного велосипеда Kawasaki KLR650 с бензиновым двигателем для использования в военных целях. Двигатель дизельного мотоцикла представляет собой одноцилиндровый четырехтактный двигатель с жидкостным охлаждением, рабочий объем которого составляет 584 см², он развивает мощность 21 кВт (28 л.с.) при максимальной скорости 85 миль в час (136 км / ч). Компания Hayes Diversified Technologies обсуждала, но впоследствии отложила поставку гражданской версии примерно за 19 000 долларов США.Дорого по сравнению с сопоставимыми моделями.

    В 2005 году Корпус морской пехоты США принял на вооружение M1030M1, внедорожный мотоцикл, основанный на Kawasaki KLR650 и модифицированный двигателем, предназначенным для работы на дизельном топливе или реактивном топливе JP8. Поскольку другие тактические машины США, такие как внедорожник Humvee и танк M1 Abrams, используют JP8, принятие на вооружение мотоцикла-разведчика, работающего на том же топливе, имело смысл с логистической точки зрения.

    В Индии мотоциклы, построенные Royal Enfield, можно купить с одноцилиндровыми дизельными двигателями объемом 650 см_ на основе аналогичных используемых бензиновых (бензиновых) двигателей, поскольку дизель намного дешевле бензина и более надежен.Эти двигатели шумные и неочищенные, но очень популярны благодаря своей надежности и экономичности.

    Текущие и будущие разработки

    Уже сейчас многие системы Common Rail и блочного впрыска используют новые форсунки, в которых вместо соленоида используются уложенные друг на друга пьезоэлектрические кристаллы, что позволяет более точно контролировать процесс впрыска.

    Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией имеют гибкие лопатки, которые перемещаются и пропускают больше воздуха в двигатель в зависимости от нагрузки. Эта технология увеличивает производительность и экономию топлива.Задержка разгона уменьшается, поскольку инерция турбонагнетателя компенсируется.

    Пилотный блок управления акселерометром (APC) использует акселерометр для получения обратной связи об уровне шума и вибрации двигателя и, таким образом, дает команду ECU впрыскивать минимальное количество топлива, которое будет обеспечивать тихое сгорание и при этом обеспечивать требуемую мощность (особенно на холостом ходу. )

    Ожидается, что в следующем поколении дизелей с системой Common Rail будет использоваться изменяемая геометрия впрыска, которая позволяет изменять количество впрыскиваемого топлива в более широком диапазоне, а также регулируемые фазы газораспределения, аналогичные тем, которые используются в бензиновых двигателях.

    В частности, в Соединенных Штатах ужесточение правил выбросов представляет собой серьезную проблему для производителей дизельных двигателей. Другие методы для достижения еще более эффективного сгорания, такие как HCCI (воспламенение от сжатия однородного заряда), изучаются.

    Современные факты о дизельном топливе

    (Источник: Robert Bosch GmbH)

    Топливо проходит через форсунки со скоростью около 1500 миль в час (2400 км / ч)

    Топливо впрыскивается в камеру сгорания менее чем за 1 штуку.5 мс — примерно столько же, сколько мигает камера.

    Наименьшее количество впрыскиваемого топлива составляет один кубический миллиметр — примерно такой же объем, как головка штифта. Наибольший объем впрыска для автомобильных дизельных двигателей на данный момент составляет около 70 кубических миллиметров.

    Если коленчатый вал шестицилиндрового двигателя вращается со скоростью 4500 об / мин, система впрыска должна контролировать и обеспечивать 225 циклов впрыска в секунду.

    На демонстрационной поездке автомобиль Volkswagen с 1-литровым дизельным двигателем использовал только 0 единиц.89 литров топлива на 100 километров (112,36 км / л, 264 миль на галлон {США}, 317 миль на галлон {Имперская система / английский язык}), что делает его, вероятно, самым экономичным автомобилем в мире. Система впрыска топлива высокого давления Bosch была одним из основных факторов чрезвычайно низкого расхода топлива прототипа. Рекордными производителями по экономии топлива являются Volkswagen Lupo 3 L TDI и Audi A2 3 L 1.2 TDI со стандартными показателями расхода 3 литра топлива на 100 километров (33,3 км / л, 78 миль на галлон {США}, 94 миль на галлон {Имперские единицы). }).Их системы впрыска дизельного топлива под высоким давлением также поставляет Bosch.

    В 2001 году почти 36 процентов новых автомобилей в Западной Европе имели дизельные двигатели. Для сравнения: в 1996 году автомобили с дизельным двигателем составляли лишь 15 процентов от общего числа зарегистрированных автомобилей в Германии. Австрия возглавляет рейтинг регистраций автомобилей с дизельным двигателем с 66 процентами, за ней следуют Бельгия с 63 процентами и Люксембург с 58 процентами. Германия с 34,6% в 2001 году находилась в середине турнирной таблицы.Швеция отстает: в 2004 году только 8 процентов новых автомобилей имели дизельный двигатель (в Швеции автомобили с дизельным двигателем облагаются гораздо более высокими налогами, чем аналогичные бензиновые автомобили).

    История дизельного автомобиля

    Первыми серийными дизельными автомобилями были Mercedes-Benz 260D и Hanomag Rekord, представленные в 1936 году. Citroën Rosalie также производился в период с 1935 по 1937 год с чрезвычайно редким вариантом дизельного двигателя (двигатель 1766 куб.см 11UD) только в Familiale. (универсал или универсал) версия. [3]

    После нефтяного кризиса 1970-х годов были испытаны турбодизели (например, на экспериментальных и рекордных автомобилях Mercedes-Benz C111). Первым серийным автомобилем с турбонаддувом в 1978 году стал 5-цилиндровый двигатель Mercedes 300 SD мощностью 115 л.с. (86 кВт) 3.0, доступный только в Северной Америке. В Европе в 1979 году был представлен Peugeot 604 с турбодизелем объемом 2,3 литра, а затем — Mercedes 300 TD turbo.

    Многие энтузиасты Audi утверждают, что Audi 100 TDI был первым дизельным двигателем с турбонаддувом и прямым впрыском, проданным в 1989 году, но это неверно, так как Fiat Croma TD-i.d. был продан с турбонаддувом с прямым впрыском в 1986 году, а двумя годами позже Austin Rover Montego.

    Новаторским в Audi 100, однако, было использование электронного управления двигателем, поскольку у Fiat и Austin был чисто механический впрыск. Электронное управление прямым впрыском действительно изменило ситуацию с точки зрения выбросов, качества и мощности.

    Интересно отметить, что крупные игроки на рынке дизельных автомобилей — это те же самые люди, которые были пионерами различных разработок (Mercedes-Benz, BMW, Peugeot / Citroën, Fiat, Alfa Romeo, Volkswagen Group), за исключением Austin Rover. — хотя предок Остина Ровера, компания Rover Motor Company производила дизельные двигатели малой мощности с 1956 года, когда она представила 4-цилиндровый дизельный двигатель 2051 см_ для своего Land Rover 4 _ 4.

    В 1998 году, впервые в истории гонок, в легендарной гонке «24 часа Нюрбургринга» абсолютным победителем стал автомобиль с дизельным двигателем: заводская команда BMW 320d, BMW E36, оснащенный современным дизельным двигателем высокого давления. технология впрыска от Robert Bosch GmbH. Низкий расход топлива и большой запас хода, позволяющий одновременно гонять 4 часа, сделали его победителем, поскольку сопоставимые автомобили с бензиновым двигателем тратили больше времени на заправку.

    В 2006 году новый Audi R10 TDI LMP1, представленный Joest Racing, стал первым автомобилем с дизельным двигателем, выигравшим 24 часа Ле-Мана.Автомобиль-победитель также превзошел рекорд круга с конфигурацией трассы после 1990 года на 1 круг, составив 380 км. Тем не менее, это было меньше рекордного расстояния, установленного в 1971 году, более чем на 200 км.

    См. Также

    Банкноты

    Список литературы

    • Challen, Bernard и Rodica Baraneseu. Справочник по дизельным двигателям . 2-е изд. Бистин, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн, 1999. ISBN 0750621761
    • Демпси, Пол. Как ремонтировать дизельные двигатели. 2-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: TAB Books, 1990.ISBN 0830661670
    • Макарчук Андрей. Разработка дизельных двигателей: термодинамика, динамика, проектирование и машиностроение. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2002. ISBN 0824707028

    Внешние ссылки

    Все ссылки получены 23 октября 2017 г.

    Кредиты

    Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

    История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

    Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

    Как работает дизельный двигатель

    Традиционно, дизельные двигатели всегда считались шумными, вонючими и слабый двигатели мало пользы, кроме грузовиков, такси и фургонов. Но дизельные двигатели и их система впрыска стали более совершенными, В 80-е годы эта ситуация изменилась. В Великобритании в 1985 г. было почти Продано 65000 дизельных автомобилей (около 3,5% от общего количества проданных автомобилей), по сравнению с 5380 в 1980 году.

    Двигатель воспламенения от сжатия

    Многие автомобильные дизели основаны на существующих конструкциях бензиновых двигателей, но основные компоненты усилены, чтобы выдерживать повышенное давление.Топливо подается от ТНВД и дозатора, которые обычно устанавливаются сбоку от блока цилиндров. Никакой системы электрического зажигания не требуется.

    Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми двигателями является их более низкая эксплуатационные расходы. Отчасти это связано с большей эффективностью высоких степень сжатия дизельный двигатель и отчасти из-за более низкой цены на дизель топливо — хотя разница в цене варьируется, поэтому преимущество использования дизельный автомобиль будет немного дешевле, если вы живете в районе с высокими ценами. дизельное топливо Межсервисные интервалы также часто бывают длиннее, но многие дизельные модели требуют более частой замены масла, чем их бензиновые аналоги.

    Повышение мощности

    Главный недостаток дизельного автомобиля — его более низкая производительность по сравнению с бензиновые двигатели эквивалентной мощности. Один из способов решения проблемы — просто увеличить размер двигателя, но это часто приводит к значительному увеличению веса. Некоторые производители добавляют турбокомпрессоры к их двигателям, чтобы заставить их конкурентоспособные с точки зрения производительности; Среди них Rover, Mercedes, Audi и VW. производители турбодизелей.

    Как работают дизельные двигатели

    Индукционная

    Когда поршень начинает двигаться вниз по каналу, впускной клапан открывается, и воздух всасывается.

    Компрессия

    Впускной клапан закрывается в конце хода. Поршень поднимается для сжатия воздуха.

    Зажигание

    Топливо впрыскивается в верхней части хода.Он воспламеняется и заставляет поршень опускаться.

    Выхлоп

    При движении поршня вверх выпускной клапан открывается, и сгоревший газ удаляется.

    Дизельный двигатель работает иначе, чем бензиновый, даже если они общие основные компоненты, и оба работают на четырехтактном цикл . Главный различия заключаются в способе воспламенения топлива и в том, как регулируется.

    В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от Искра .В дизеле двигатель, зажигание достигается сжатие одного воздуха. Типичное сжатие соотношение для дизельного двигателя это 20: 1 по сравнению с 9: 1 для бензинового двигателя. При таком сильном сжатии воздух нагревается до температуры, достаточно высокой, чтобы зажигать топливо самопроизвольно, без искры и, следовательно, система зажигания.

    Бензиновый двигатель всасывает переменное количество воздуха на одно всасывание. Инсульт , то точное количество в зависимости от открытия дроссельной заслонки. С другой стороны, дизельный двигатель. рука всегда втягивает одинаковое количество воздуха (при каждой частоте вращения двигателя) через нерегулируемый впускной тракт, который открывается и закрывается только впуском клапан (нет ни карбюратор ни дроссельной заслонки).

    Когда поршень достигает эффективного конца своего индукция ход, впуск клапан закрывается. Поршень, приводимый в движение силой других поршней и импульс маховик , перемещается на вершину цилиндр , сжимая воздух примерно в двадцатую часть своего первоначального объем .

    Когда поршень достигает максимума своего хода, точно отмеренное количество дизельное топливо впрыскивается в камера сгорания . Тепло от сжатия немедленно воспламеняет топливно-воздушную смесь, вызывая ее возгорание и расширение.Этот силы поршень вниз, поворачивая коленчатый вал .

    По мере продвижения поршня вверх цилиндр на выпускной ход , выпускной клапан открывается и позволяет сгоревшим и расширенным газам проходить вниз по выхлопная труба . В конце такта выпуска цилиндр готов к новому заряжать из воздуха.

    Конструкция двигателя

    Основные компоненты дизельного двигателя похожи на компоненты бензинового двигателя. и выполнять ту же работу. Однако деталей дизельного двигателя приходится производить много сильнее, чем их аналоги с бензиновым двигателем, из-за гораздо более высоких нагрузок вовлеченный.

    Стены дизеля блокировка двигателя обычно намного толще блока разработаны для бензинового двигателя, и у них есть больше перемычек, чтобы обеспечить дополнительные прочность и способность поглощать стрессы. Помимо большей прочности, сверхмощный block также может более эффективно снижать шум.

    Поршни, шатуны , коленчатые валы и несущий колпачки должны быть сделаны сильнее, чем их аналоги с бензиновым двигателем. В крышка цилиндра дизайн должен сильно отличаться из-за топливные форсунки а также из-за формы своего горение и вихревые камеры.

    Инъекция

    Прямой впрыск

    Прямой впрыск означает, что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания в верхней части днища поршня. Форма камеры лучше, но труднее заставить топливо правильно смешиваться с воздухом и гореть без резкого, характерного дизельного «стука».

    Для любого двигатель внутреннего сгорания для бесперебойной и эффективной работы топливо и воздух необходимо тщательно перемешать.Проблемы смешивания топлива и воздуха являются особенно хорош в дизельном двигателе, где воздух и топливо вводятся на разное время в течение цикла и должны перемешиваться внутри цилиндров.

    Существует два основных подхода: прямой и непрямой впрыск. Традиционно использовалась непрямая инъекция, потому что это самый простой способ введения турбулентность так что впрыскиваемый топливный спрей хорошо смешивается с сжатый воздух в камере сгорания.

    В двигателе с непрямым впрыском имеется небольшая спиральная вихревая камера (также называется камерой предварительного сгорания), в которую инжектор впрыскивает топливо прежде, чем он достигнет самой основной камеры сгорания.Вихревая камера создает турбулентность в топливе, чтобы оно лучше смешивалось с воздухом при горении камера.

    Недостатком этой системы является то, что вихревая камера эффективно становится часть камеры сгорания. Это означает, что камера сгорания как все имеет неправильную форму, что вызывает проблемы с горением и затрудняет эффективность.

    Непосредственный впрыск

    Непрямой впрыск

    Непрямой впрыск означает, что топливо впрыскивается в небольшую камеру предварительного сгорания.Это ведет к основной камере сгорания. Такая конструкция нарушает идеальную форму камеры сгорания.

    Двигатель с прямым впрыском не имеет вихревой камеры, в которую подается топливо. впрыскивается — топливо попадает прямо в камеру сгорания. Инженеры должны очень внимательно относиться к конструкции камеры сгорания. в головке поршня, чтобы обеспечить достаточную турбулентность.

    Контроль скорости

    Свечи накаливания

    Для предварительного нагрева головки цилиндров и блока цилиндров перед холодным запуском в дизельном топливе используются свечи накаливания.Они выглядят как короткие короткие свечи зажигания и подключены к электрической системе автомобиля. Элементы внутри очень быстро нагреваются при подаче питания. Свечи накаливания активируются либо вспомогательным положением переключателя на рулевой колонке, либо отдельным переключателем. На последних моделях они автоматически отключаются, когда двигатель запускается и разгоняется до скорости выше холостого хода.

    Дизельный двигатель не дросселируется, как бензиновый двигатель, поэтому количество воздуха всасывается при любой частоте вращения двигателя всегда одинаково.Обороты двигателя регулируется исключительно количеством топлива, впрыснутого в камеру сгорания — с большим количеством топлива в камере сгорание более ожесточенное и увеличивается мощность произведено.

    ускоритель педаль соединена с дозатором двигателя система впрыска, а не дроссельная заслонка, как на бензине двигатель.

    Остановка дизеля по-прежнему включает выключение ключа зажигания, но, скорее, чем отсечение искр, это закрывает электрический соленоид что отсекает подача топлива на форсунку насос узла учета и распределения топлива.В этом случае двигателю необходимо использовать небольшое количество топлива, прежде чем он начнет работать. остановка. Фактически, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые. потому что гораздо более сильное сжатие оказывает большее замедляющее действие на двигатель.

    Запуск дизеля

    Как и в случае с бензиновыми двигателями, дизельные двигатели запускаются включением электрический мотор , с которого начинается воспламенение от сжатия цикл. Когда холодно, однако дизельные двигатели сложно запустить просто потому, что.сжатие воздух не приводит к температуре, достаточно высокой для воспламенения топлива.

    Чтобы обойти проблему, производители соответствовать свечи накаливания . Это маленькие электронагреватели, питаемые от автомобильной аккумулятор , которые включены несколько секунд до попытки запуска двигателя.

    Дизельное топливо

    Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. это немного менее рафинированный, в результате получается более тяжелый, более вязкий и менее летучий жидкость .Эти физические характеристики часто приводят к тому, что именуется «дизельное топливо» или «мазут». На дизельных насосах в гараже АЗС его часто называют «дерв», сокращенно от «дизельная дорога». транспортных средств.

    Дизельное топливо может немного затвердеть или даже затвердеть при очень низких температурах. Погода. Это усугубляется тем фактом, что он может поглощать очень маленькие количество воды, которая может замерзнуть. Все виды топлива поглощают крошечные количества вода из атмосферы и утечка в подземные резервуары для хранения довольно часто.Дизельное топливо может выдерживать содержание воды до 50 или 60 частей на миллион без проблем — чтобы представить это в перспективе, это примерно четверть кружки воды на каждые десять галлонов топлива.

    Замерзание или восковая депиляция могут блокировать топливные магистрали и форсунки и предотвратить двигатель не работает. Вот почему в очень холодную погоду вы будете время от времени можно увидеть людей, играющих в паяльные лампы на топливных магистралях своих грузовиков.

    Бензин

    в дизельных двигателях ❤️ Что нужно знать!

    К настоящему времени вы знаете, что есть два разных типа двигателей — бензиновые и дизельные.Дизельные двигатели обычно имеют определенные преимущества для водителя, такие как увеличенный расход топлива, более высокая топливная эффективность и экологические преимущества. Однако, если вы добавляете бензин в дизельные двигатели без намерения, это может привести к повреждению двигателя и потенциально необратимому повреждению двигателя.

    Авторемонт стоит ДОРОГОЙ


    Давайте выясним, чем отличаются дизельные двигатели от бензиновых и чем дизельные двигатели отличаются от обычных бензиновых двигателей.Предотвращение добавления бензина в дизельные двигатели также может предотвратить целый ряд других проблем с двигателем, таких как замена двигателя, пропуски зажигания в двигателе, низкая мощность ускорения и низкие уровни производительности. Если вы случайно добавите бензин в дизельные двигатели, вы можете рассчитывать на более высокую стоимость ремонта и замены поврежденных компонентов.

    Дизельные и бензиновые двигатели

    Изучая, как бензин в дизельных двигателях может повлиять на характеристики автомобиля, вам сначала нужно понять разницу между дизельными двигателями и бензиновыми двигателями.Хотя теоретически они работают аналогичным образом, питая ваш автомобиль и используя источник топлива для движения вашего автомобиля, у них есть различия, которые резко их различают.

    Сходство между бензиновыми и дизельными двигателями состоит в том, что они оба являются двигателями внутреннего сгорания, работающими над преобразованием химической энергии топлива в механическую энергию для привода автомобиля. Эта механическая энергия должна перемещать поршни внутри цилиндров, в свою очередь перемещая коленчатый вал.

    Частое движение поршней, называемое линейным движением, затем преобразуется во вращательное движение. Это вращательное движение заставляет колеса вращаться и приводит автомобиль в движение в заданном направлении. Кроме того, как дизельные, так и бензиновые двигатели преобразуют топливо в полезную энергию через систему внутреннего сгорания.

    Разница между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, что внутреннее сгорание в обоих двигателях происходит по-разному, то есть процесс сгорания различается.Вот почему, если залить бензин в дизельные двигатели, машина не сможет нормально работать.

    В бензиновых двигателях топливо смешивается с воздушной смесью, необходимой для движения автомобиля. Это топливо смешивается и сжимается поршнями и воспламеняется в нужный момент благодаря необходимой искре, создаваемой свечами зажигания, называемой моментом зажигания.

    В дизельных двигателях сначала сжимается воздух, а затем впрыскивается топливо — шаги меняются.Если вы добавите бензин в дизельные двигатели, двигатель не будет правильно сжимать и приводить в действие двигатель.

    В дизельном двигателе используется четырехтактный цикл сгорания, который аналогичен бензиновому двигателю. Несмотря на то, что эти шаги одинаковы, вам все же следует избегать использования бензина в дизельных двигателях. В этом цикле четыре основных хода:

    Ход всасывания

    Во время этого первого шага впускной клапан открывается и поршень перемещается вверх и вниз, что приводит к линейному движению, которое вскоре преобразуется во вращательное движение колес и вашего автомобиля.

    Ход сжатия

    Мы знаем, что после того, как поршень опускается вниз, поршень должен двигаться вверх, чтобы продолжать создавать энергию. Такт сжатия включает возврат поршня в «верхнее» положение и сжатие воздуха для создания надлежащего давления и смеси топлива и воздуха. Если этот шаг не выполняется при добавлении бензина в дизельные двигатели, вам следует проверить автомобиль у надежного механика.

    Ход горения

    Как только поршень возвращается в верхнее положение, топливо впрыскивается в точный момент.Если топливная форсунка сломана или неисправна, она не будет впрыскивать топливо в нужное время, и зажигание прекратится. Кроме того, если опережение зажигания от свечей зажигания происходит в неправильное время, топливо не сможет загореться и вызвать возгорание.

    Ход выпуска

    Последним этапом четырехтактного цикла как для бензиновых, так и для дизельных двигателей является такт выпуска. Здесь поршень движется обратно в верхнюю часть диапазона движения, выталкивая последние частицы выхлопа, образовавшиеся при сгорании топлива, избавляясь от любых вредных стекол, которые могут нанести вред вашему двигателю.

    Процесс впрыска топлива

    Несмотря на то, что четырехтактный двигатель является одним и тем же процессом как в бензиновых, так и в дизельных двигателях, способ впрыска топлива в двигатель в этих двух механизмах различается. Это потенциально самая большая разница между дизельными и бензиновыми автомобилями.

    В большинстве автомобильных двигателей используется форсунка или карбюратор. Система впрыска через порт добавляет топливо непосредственно перед тактом впуска и работает в тандеме с синхронизацией зажигания и искрой, обеспечиваемой свечой зажигания.С другой стороны, карбюратор смешивает воздух и топливо перед тем, как воздух попадает во внутренний цилиндр.

    Поскольку эти два процесса отличаются друг от друга и добавляют топливо в разное время в процессе внутреннего сгорания, добавление бензина в дизельные двигатели может нарушить правильные действия. Сжатие топливно-воздушной смеси может ограничивать передаточное число двигателя, а это означает, что, если сжатие слишком сильное или слишком слабое, это может вызвать ужасный звук стука двигателя. Детонация двигателя может немедленно повредить двигатель и привести к чрезмерному нагреву, трению и самовозгоранию.

    Дизельные двигатели используют прямой впрыск топлива, при котором топливо добавляется в цилиндр непосредственно перед тактом впуска. В отличие от бензиновых автомобилей, топливная форсунка на дизельном двигателе играет, пожалуй, самую важную роль и довольно сложна по своей конструкции. Он должен обеспечивать своевременную подачу топлива, выдерживая при этом высокие температуры, предотвращая трение и перегрев, вызывая повреждение его компонентов.

    Некоторые дизельные двигатели имеют проблемы с топливной форсункой, подающей топливо в нужном количестве и в нужном количестве.В дизельных двигателях топливо необходимо наносить в виде тумана, а не непрерывным потоком жидкости. Вот почему добавление бензина в дизельные двигатели может вызвать пропуски зажигания в двигателе и детонацию.

    Чтобы дизельные двигатели поставляли топливо в тумане, в некоторых автомобилях используются дополнительные впускные клапаны или камеры предварительного сгорания, чтобы убедиться, что воздух представляет собой правильную смесь, прежде чем он попадет в камеру сгорания.

    В некоторых дизельных двигателях используется свеча накаливания для нагрева камеры сгорания и повышения температуры воздуха, если двигатель слишком холодный для правильного выполнения процесса сгорания.Если дизельный двигатель холодный, либо из-за того, что он не работает, либо из-за того, что он находится в холодной среде, сгорание может не повысить температуру воздуха до надлежащей температуры, чтобы ускорить воспламенение топлива для питания автомобиля. Электрообогреваемый провод или свеча накаливания нагревает камеры, чтобы двигатель мог запуститься в более теплых условиях. Если вы добавите бензин в дизельные двигатели, свеча накаливания может не сработать должным образом, чтобы повысить температуру двигателя.

    Электронный блок управления — компьютер автомобиля.Все функции в большинстве двигателей, будь то дизельные или бензиновые двигатели, обмениваются данными с различными датчиками, которые измеряют широкий диапазон данных, таких как обороты двигателя и температура масла. Вы можете обнаружить, что электронный модуль управления берет на себя функцию свечи накаливания в более крупных двигателях. Однако в дизельных двигателях свечи накаливания по-прежнему используются для создания дополнительного тепла, необходимого для запуска автомобиля.

    Дизельное топливо

    Если сравнивать бензин и дизельное топливо, можно заметить огромные различия в составе каждой жидкости.Именно из-за этих различий вы не можете добавлять бензин в дизельные двигатели и ожидать, что ваш автомобиль будет работать нормально.

    При сравнении дизельного топлива и бензина они пахнут по-разному, дизельное топливо тяжелее и жирнее, и оно испаряется медленнее, чем бензин. Температура кипения дизельного топлива намного выше, чем у бензина, поэтому для правильного воспламенения и превращения топлива в энергию требуется другой набор обстоятельств.

    Дизельное топливо испаряется медленнее из-за более тяжелой консистенции, маслянистости и более высокой температуры кипения.Для создания дизельного топлива потребуется меньше переработки, поэтому, если вы добавляете бензин в дизельные двигатели, консистенция не будет работать для создания необходимого сгорания. Кроме того, дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, что показывает, почему дизельные двигатели расходуют больше бензина, чем автомобили, работающие на бензине.

    Преимущества использования дизельного топлива и дизельных двигателей заключаются в том, что эти двигатели выделяют минимальное количество CO2, что значительно вредит окружающей среде и воздуху, которым мы дышим.Кроме того, дизельные двигатели имеют лучшую топливную экономичность, что приводит к увеличению миль на галлон, что также улучшает окружающую среду, а это означает, что вам нужно заправлять меньше топлива и вы тратите меньше денег на бензин.

    Недостатки использования дизельного двигателя заключаются в том, что из дизельного топлива выделяется чрезмерное количество азота, что приводит к смогу и кислотным дождям, что несколько противодействует предыдущим преимуществам для здоровья от использования дизельного топлива. Кроме того, если вы используете бензин в дизельных двигателях вместо необходимого дизельного топлива, вы можете навсегда повредить свой двигатель и со временем привести к его замене.

    Заливка бензина в дизельные двигатели

    Итак, что происходит, когда вы заливаете бензин в дизельные двигатели? Допустим, вы случайно схватили не тот насос на заправке и оставили его в баке на несколько секунд — что теперь происходит? Хотя вы можете не думать, что это имеет большое значение, но вроде как. Узнай почему.

    • Понижение температуры вспышки

    Первое, что происходит, когда вы случайно заливаете бензин в дизельный двигатель, это то, что топливо снижает «точку воспламенения» дизеля.Это означает, что точка воспламенения и температура кипения теперь будут неравномерными по всему резервуару, что приведет к перебоям в зажигании двигателя и неравномерной температуре горения. Это довольно опасно для вас и ваших пассажиров, так как могут образоваться очаги повышенной концентрации бензина, что приведет к нестабильности в работе вашего двигателя.

    Поскольку существует такое большое расхождение между температурами воспламенения бензина и дизельного топлива, даже добавление всего нескольких капель бензина в дизельный двигатель может серьезно повлиять на общую температуру вашего двигателя.Всего 1% загрязнения может снизить температуру вспышки всего двигателя на 18 градусов по Цельсию. Это означает, что заливка бензина в дизельные двигатели может привести к преждевременному воспламенению двигателя, что приведет к необратимому повреждению двигателя и возможной замене двигателя.

    • Повреждение топливного насоса и топливных форсунок

    Второе повреждение, которое может произойти от добавления бензина в дизельные двигатели, — это топливный насос и топливные форсунки.Поскольку мы знаем, что бензин и дизельное топливо сильно различаются по консистенции, бензин можно рассматривать в большей степени как растворитель, в то время как дизельное топливо имеет очень маслянистую консистенцию и вес. Дизель может смазывать топливные насосы и форсунки, в то время как добавление бензина в дизельные двигатели не обеспечивает надлежащую смазку или охлаждение для предотвращения перегрева и трения.

    Добавление бензина в дизельные двигатели приведет к появлению избыточного дыма из выхлопных газов, что сразу же покажет водителю, что существует проблема с неполным сгоранием и вредными выбросами.В этом случае блок управления двигателем вашего автомобиля попытается изменить топливно-воздушную смесь, что приведет к ухудшению характеристик вашего двигателя и датчиков автомобиля, поскольку они должны подстраиваться под неправильное соотношение топлива и воздуха.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *