Робоча температура дизельного двигуна – як досягти і контролювати?

Яка робоча температура дизельних двигунів і які їхні особливості? Ці питання, а також багато інших будуть розглянуті нижче.

Особливості дизельного двигуна

Отже, перш ніж піднімати якісь конкретні параметри, слід визначитися, що ж, взагалі, являє собою дизельний двигун. Історія даного типу двигунів починається в далекому 1824 році, коли відомий французький фізик висунув теорію про те, що можна зробити нагрівання тіла до необхідної температури шляхом зміни його обсягу. Іншими словами, здійснивши стрімкий стиснення.

Проте практичне застосування цей принцип знайшов через кілька десятиліть, і в 1897 році був випущений перший в світі дизель-мотор, його розробником є німецький інженер Рудольф Дизель. Таким чином, принцип роботи такого двигуна полягає в самозайманні розпиленого палива, що взаємодіє з розігрітим в процесі стиснення повітрям. Сфера застосування такого мотора досить велика, починаючи від стандартних автомобілів, вантажівок, сільськогосподарської техніки і закінчуючи танками і суднобудуванням.

Достоїнства і недоліки дизельного мотора

Тепер же варто сказати пару слів про всі плюси й мінуси подібних конструкцій. Почнемо з позитивних сторін. Мотори даного типу працюють практично на будь-якому пальному, тому до якості останнього не пред’являються які-небудь серйозні вимоги, більш того, зі збільшенням його маси та вмісту атомів вуглецю підвищується і теплотворна здатність движка, а, отже, і його ефективність. Його ККД іноді перевалює за позначку 50%.

Автомобілі з такими двигунами «чуйні», а все завдяки високому значенню обертаючого моменту на низьких обертах. Тому такий агрегат вітається на моделях спортивних машин, де не можна не газувати від душі. До речі, саме цей фактор сприяв широкому розповсюдженню даного типу двигуна на великі вантажні авто. Та й кількість СО у складі вихлопних газів дизельних двигунів значно нижче, ніж у бензинових, що також є безперечною перевагою. Крім того, вони набагато економічніше, так і раніше паливо коштувало значно нижче бензину, хоча на сьогоднішній день їх ціни практично зрівнялися.

Що ж щодо недоліків, то вони носять наступний характер. У зв’язку з тим, що під час робочого процесу виникає величезна механічна напруженість, деталі дизельного двигуна повинні бути більш потужними і якісними, а, значить, і більш дорогими. Крім того, це позначається і на потужності, що розвивається, причому не з найкращої сторони. Екологічна сторона питання сьогодні дуже важлива, тому заради зниження викиду вихлопних газів суспільство готове платити за більш «чисті» мотори і розвивають цей напрям у дослідних лабораторіях.

Ще одним значним мінусом є ймовірність застигання палива в холодну пору року, так що якщо ви живете в регіоні, де переважають досить низькі температури, то дизельне авто не найкращий варіант. Вище було сказано, що до якості пального не пред’являються серйозні вимоги, однак це стосується лише масляних домішок, а от з механічними ситуація обстоїть набагато серйозніше. Деталі агрегату дуже чутливі до подібних добавок, крім того, вони швидко виходять з ладу, а ремонт досить складний і дорогий.

Основні параметри агрегатів на дизелі

Перш ніж відповідати на питання, яка робоча температура у дизельного двигуна, варто приділити увагу і його основних параметрів. До них відноситься тип агрегату, в залежності від кількості тактів можуть бути чотирьох — і двотактні мотори. Також чимале значення має кількість циліндрів з їх розташуванням і порядком роботи. На потужність транспортного засобу суттєво впливає і крутний момент.

Тепер розглянемо безпосередньо вплив ступеня стиснення газово-паливної суміші, якою, власне кажучи, і визначається робоча температура в циліндрах дизельного двигуна. Як вже було сказано спочатку, мотор працює за рахунок займання парів палива при взаємодії їх з розпеченим повітрям. Таким чином відбувається об’ємне розширення, поршень піднімається і, в свою чергу, штовхає колінчастий вал.

Чим більшим буде стиснення (температура також підвищується), тим інтенсивніше відбувається вище описуваний процес, а, отже, і підвищується значення корисної роботи. Кількість пального залишається незмінним.

Однак майте на увазі, що для найбільш ефективної роботи двигуна паливно-повітряна суміш має рівномірно горіти, а не вибухати. Якщо ж зробити ступінь стиснення дуже великий, це призведе до небажаного результату – неконтрольованого займання. Крім того, подібна ситуація не тільки сприяє недостатньо ефективній роботі агрегату, але і веде до перегріву і підвищеного зносу елементів поршневої групи.

Фази згоряння палива і природа вихлопних газів

Як же здійснюється процес згоряння паливно-повітряної суміші в дизельних моторах і яка при цьому температура в камері? Отже, весь процес роботи двигуна можна розділити на чотири основні стадії. На першій відбувається впорскування пального в камеру згоряння, відбувається під високим тиском, що і є початком усього процесу. Потім добре розпорошена суміш самозаймається (друга фаза) і горить. Правда, далеко не завжди паливо у всьому обсязі досить добре перемішується з повітрям, є ще і зони, мають нерівномірну структуру, вони починають горіти з деяким запізненням. На даному етапі ймовірно виникнення ударної хвилі, але вона не страшна, так як не призводить до детонації. Температура ж, що панує в камері згоряння, досягає 1700 К.

Під час третьої фази утворюються краплі з невідпрацьованої суміші, вони при підвищених температурах перетворюються в сажу. Такий процес, в свою чергу, призводить до високого ступеня забруднення вихлопних газів. В цей період температура зростає ще більше на цілих 500 До і досягає значення 2200 До, при цьому тиск, навпаки, поступово знижується.

На останньому етапі відбувається догорання залишків паливної суміші, щоб вона не виходила в складі вихлопних газів, істотно забруднюючи атмосферу і дороги. Для цієї стадії характерний недолік кисню, це відбувається із-за того, що його велика частина вже згоріла на попередніх фазах. Якщо підрахувати всі кількість витраченої енергії, то вона буде становити близько 95 %, решта ж 5% губляться у зв’язку з неповним згорянням палива.

Регулюючи ступінь стиснення, а точніше, довівши її до максимально допустимого значення, можна трохи знизити витрату палива. У цьому випадку температура відпрацьованих вихлопних газів дизельного двигуна буде перебувати в межах від 600 до 700 °С. А ось в аналогічних карбюраторних двигунах її значення може досягти цілих 1100 °С. Тому виходить, що в другому випадку втрачається набагато більше тепла, а вихлопних газів ніби як більше.

Робоча температура двигуна взимку – як правильно стартувати?

Напевно не тільки власники транспортних засобів, на яких варто дизельний мотор, знають, що автомобіль слід прогріти кілька хвилин перед початком руху, особливо це актуально в холодну пору року. Отже, розглянемо особливості даного процесу. Першими піддаються нагріванню поршні і тільки потім уже блок циліндрів. Тому температурні розширення цих деталей відрізняються, а не разогревшееся до потрібної температури масло має густу консистенцію і не надходить у необхідній кількості. Таким чином, якщо почати газувати на недостатньо прогрітому авто, то це негативно позначиться на гумовій прокладці, розташованої між вищевказаними деталями і елементами двигуна.

Проте небезпеку становить і надмірно тривале прогрівання двигуна, оскільки в цей час всі деталі працюють, так би мовити, на знос. А, отже, і їх експлуатаційний термін скорочується. Як же правильно здійснити дану процедуру? Спочатку необхідно на холостих обертах довести температуру рідини до позначки 50 °С і після цього почати рух, але тільки на зниженій передачі, не перевищує 2500 об/хв. Після того, як олія нагріється до позначки, коли робоча температура дорівнює 80 °С, можна і додати обертів двигуна.

Всі ці методи допоможуть зберегти мотор, якщо він все-таки працює взимку, а ось як бути, якщо він відмовляється реагувати на ваші дії? Тут важко щось радити вже за фактом проблеми, простіше її не допустити. Це стало можливим завдяки новому винаходу виробників палива – присадкам, які допомагають складу не парафинзироваться. Крім можливості додавати їх самостійно, ви можете здобувати вже готову солярку з оптимальними пропорціями цих добавок. У більшості регіонів з низькою зимовою температурою вона з’являється на заправках вже в перші невеликі морози, називається часто як ДТ-Арктика.