Принцип работы дизельного двигателя (Opel Frontera B)

В дизельных двигателях чистый воздух впускается в цилиндры и там сильно сжимается. Из-за этого температура в цилиндрах становится выше температуры воспламенения дизельного топлива.

В момент, когда поршень почти стоит в верхней мертвой точке, в воздух, сжатый и нагретый до +700-900°C, впрыскивается дизельное топливо. Топливо самовоспламеняется, поэтому свечи зажигания не нужны.

При очень холодном двигателе одним только сжатием температура воспламенения не достигается.

В этом случае двигатель необходимо предварительно прогреть. Для этого в каждой камере сгорания имеется свеча накаливания, которая разогревает камеру сгорания. Продолжительность прогрева зависит от температуры окружающего воздуха и регулируется блоком управления двигателем через реле разогрева.

Для уменьшения содержания вредных веществ в отработавших газах на дизельных двигателях установлен специальный дизельный каталитический нейтрализатор. Одновременно система рециркуляции обеспечивает дальнейшее уменьшение количества азотных соединений в отработавших газах.

Подобный эффект достигается путем смешивания газов и свежего воздуха. При этом содержание кислорода в отработавших газах понижается.

Объем отработавших газов, возвращаемых на дожигание, требуется дозировать, потому что их неконтролируемое поступление приводит к образованию нагара и увеличению содержания твердых частиц в отработавших газах. Поэтому объем воздуха контролируется расходомером (измерителем массового расхода воздуха), а система рециркуляции отработавших газов управляется микропроцессором.



Блок управления дизельным двигателем распознает неисправности и сбои в работе системы питания и регистрирует их, создавая журнал ошибок, где неисправности фиксируются в виде кодов.

В мастерской с помощью тестера, подсоединяемого к диагностическому разъему, журнал ошибок открывается и зарегистрированные неисправности можно целенаправленно устранить, не тратя время и усилия на их поиск.

В дизельных двигателях используются два отличающихся друг от друга способа впрыска топлива: впрыск в вихревую или предварительную камеру и прямой (непосредственный) впрыск.

На рассматриваемых автомобилях с дизельным двигателем применяется только прямой впрыск, т.е. топливо посредством топливного насоса высокого давления (ТНВД) впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Подача топлива к ТНВД выполняется топливоподающим насосом, что позволяет ТНВД уже на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя создавать достаточно высокое давление для впрыска топлива.

От ТНВД топливо поступает в так называемую распределительную (топливную) рампу, а из нее - к форсункам соответствующих цилиндров. Распределительная (топливная) рампа служит в качестве топливной емкости, в которой поддерживается постоянное давление.

Впускные каналы сконструированы так, что они придают воздуху сильное завихрение, что наряду с формой камеры сгорания, создает сильную турбулентность во время такта сжатия.

Блок управления двигателем управляет синхронизацией впрыска топлива посредством клапана регулировки опережения впрыска на топливном насосе. Количество впрыскиваемого насосом топлива зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и давления воздуха наддува.



Необходимый объем впрыскиваемого топлива определяется и задается микропроцессором, который регулирует продолжительность открытия форсунок.

Отсутствие предварительной камеры уменьшает площадь теплообмена, поэтому двигатель сжигает меньше топлива для нагрева охлаждающей жидкости, и тем самым улучшается эффективность его работы.

При наличии только одной камеры сгорание происходит в одну стадию, что обеспечивает высокую мощность и минимальный выброс газов.

Датчик положения педали акселератора находится на оси педали. Потенциометр датчика передает информацию о положении педали в электронный блок управления двигателем.

ТНВД не требует обслуживания. Все трущиеся детали насоса смазываются дизельным топливом. Привод ТНВД выполняется цепью от коленчатого вала.

Прежде чем попасть в ТНВД, топливо проходит через топливный фильтр. Загрязнения и вода задерживаются в фильтре, поэтому чрезвычайно важно заменять топливный фильтр или удалять из него воду.

Блок управления двигателем управляет синхронизацией впрыска топлива посредством клапана регулировки опережения впрыска на топливном насосе. Количество впрыскиваемого насосом топлива зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и давления воздуха наддува.

Необходимый объем впрыскиваемого топлива определяется и задается микропроцессором, который регулирует продолжительность открытия форсунок.

Датчик угла поворота коленчатого вала передает на электронный блок управления двигателем сигналы, позволяющие правильно определить момент впрыска топлива.



Датчик давления воздуха наддува измеряет давление во впускном коллекторе. По его сигналам электронный блок управления двигателем ограничивает впрыск топлива, если выходит из строя регулятор давления наддува.

Клапан рециркуляции отработавших газов направляет в зависимости от нагрузки на двигатель определенное количество отработавших газов на дожигание, смешивая их с всасываемым воздухом.

Рассматриваемые дизельные двигатели оснащены турбокомпрессором. В турбокомпрессоре на одном валу установлены два турбинных колеса, которые находятся в корпусах, отделенных друг от друга.

Привод турбинных колес обеспечивают отработавшие газы, которые доводят частоту вращения вала нагнетателя до 120 000 мин⁻¹, а так как роторы отработавших газов и приточного воздуха сидят на одном валу, то с такой же частотой происходит нагнетание воздуха в цилиндры.

Из-за хорошего коэффициента наполнения в существующих двигателях можно добиться прироста мощности до 100%.

Наряду с увеличением мощности двигателя при применении турбокомпрессора повышается также крутящий момент, что особенно важно с точки зрения достижения хорошей эластичности хода двигателя.

В противоположность двигателю внутреннего сгорания у дизельного двигателя нет необходимости уменьшать компрессию из-за наддува воздуха, чем обеспечивается полное использование энергии топлива и на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Турбокомпрессор является чрезвычайно точно изготовленным агрегатом, поэтому в случае ремонта рекомендуется обращаться только к специалисту. Как правило, в случае неисправности турбокомпрессор заменяется полностью.