0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Алгоритм запуска дизельного двигателя

Устройство автомобилей

Система пуска обеспечивает первоначальное проворачивание коленчатого вала при пуске двигателя, поскольку сам двигатель в неподвижном состоянии не создает вращающего момента, и без внешнего источника энергии не запустится.
Для того, чтобы вдохнуть в двигатель жизнь, его коленчатому валу нужно сообщить определенную начальную (пусковую) частоту вращения, после чего начинают протекать газообменные и термодинамические процессы в цилиндрах, а также функционировать основные системы, обеспечивающие работу двигателя – питания, зажигания, смазки. В цилиндры двигателя начинает поступать горючая смесь (у дизелей – чистый воздух), в нужный момент на свечи зажигания подается искрообразующий электрический импульс, либо впрыскивается порция топлива (у дизелей), а система смазки обеспечивает снижение сил трения при работе механизмов двигателя – двигатель запускается и начинает работать самостоятельно.

При первоначальном проворачивании коленчатого вала системе пуска необходимо преодолеть моменты сопротивления следующих составляющих:

  • момент сил трения, возникающих между поверхностями сопряженных деталей двигателя и во вспомогательных механизмах, имеющих привод от коленчатого вала;
  • момент инерционных сил, которые появляются в процессе разгона двигателя, создаваемых движущимися деталями. Основную долю момента инерционных сил составляет момент инерции маховика;
  • момент сопротивления тепловых циклов горючей смеси, определяемый затратами энергии на расширение и сжатие заряда в цилиндрах двигателя. Эта составляющая зависит от величины компрессии в цилиндрах, степени сжатия и рабочего объема двигателя.

Суммарный момент сопротивления зависит, также, от типа и мощности двигателя, а также от его температуры и технического состояния. Так, с понижением температуры увеличивается вязкость масла смазывающей системы, что приводит к увеличению момента сил трения.

Система пуска должна обладать достаточной мощностью, чтобы преодолеть моменты сопротивления, заставив вращаться коленчатый вал с частотой, необходимой для запуска двигателя. За все время существования двигателей внутреннего сгорания изобретатели и конструкторы разработали и испробовали на практике разнообразные способы пуска двигателей. И в современных двигателях можно встретить разные по принципу действия и конструкции пусковые устройства. При этом используемый в двигателе способ пуска во многом определяется назначением и характером работы машины, а также условиями, в которых она эксплуатируется.

Классификация систем пуска двигателя

Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно запустить, раскручивая коленчатый вал различными способами:

Мускульный пуск

Мускульный пуск осуществляется вручную при помощи пусковой рукоятки (или другого аналогичного устройства), либо проворачиванием вывешенного ведущего колеса, когда второе ведущее колесо заторможено (опирается на дорогу и не вращается благодаря дифференциалу).
В данном способе источником энергии для проворачивания коленчатого вала двигателя является мускульная сила человека.

Мускульный пуск применяется на современных автомобилях только в случае отказа штатной системы пуска. Он достаточно опасен с точки зрения травмирования человека, поэтому требует особой осторожности при применении. Запускать дизельный двигатель при помощи мускульного пуска значительно сложнее и опаснее, чем двигатель с принудительным воспламенением из-за высокой степени сжатия в цилиндрах.
В последние годы на легковых автомобилях производителями не предусматриваются штатные устройства для мускульного пуска двигателя.

Пуск методом буксировки

Методом буксировки двигатель можно запустить при помощи другого транспортного средства либо с использованием мускульной силы группы людей или животных (лошадей, мулов и т. п.).
Буксированием автомобиль разгоняется до некоторой скорости, после чего водитель включает передачу КПП (обычно 3-ю) и плавно включает сцепление, заставляя коленчатый вал крутиться.
Данный метод пуска двигателя не применим для автомобилей, оборудованных автоматической коробкой передач.

Пуск от электродвигателя

Пуск от электрического двигателя постоянного тока — стартера, использующего для своей работы энергию аккумуляторной батареи автомобиля. Этот способ наиболее удобен и практичен, поэтому применяется в подавляющем большинстве систем пуска современных автомобильных двигателей.
Стартер конструктивно объединяет электродвигатель постоянного тока, привод с обгонной муфтой, соединяющий стартер с венцом маховика, и электрическое реле включения электродвигателя.

Пуск с помощью вспомогательного двигателя — «пускача»

Пуск основного двигателя от вспомогательного двигателя внутреннего сгорания малой мощности, который запускается от других источников энергии, в том числе – вручную. Этот способ нередко применяется в тракторных двигателях, поскольку позволяет легко запустить двигатель большой мощности с высокой степенью сжатия, свойственной дизелям, мало зависит от степени заряда аккумуляторной батареи, поэтому применим в любых условиях, в том числе вдали от населенных пунктов.
В качестве пусковых двигателей обычно используют небольшие карбюраторные двигатели, называемые «пускачами».

Пневматический пуск

Пневматический пуск осуществляется с использованием энергии сжатого воздуха, который накапливается в специальных баллонах при работе основного двигателя. Этот способ пуска ДВС в автомобильном транспорте применения не нашел; его чаще используют для запуска судовых и тепловозных двигателей, а также дизелей тяжелой бронетанковой техники.

Инерционный пуск

Инерционный пуск с использованием энергии вращающегося маховика, накопившего энергию во время работы двигателя — может использоваться для запуска двигателя после кратковременной остановки. Впрочем, известны инерционные системы пуска, в которых тяжелый маховик первоначально раскручивался вручную, после чего его энергия использовалась для пуска двигателя и после длительной стоянки.
К инерционному пуску можно отнести пуск двигателя, заглохшего во время движения транспортного средства – включение какой-либо передачи КПП при плавном включении сцепления позволяет раскрутить коленчатый вал от вращающихся колес. Такой способ пуска двигателя иногда еще называют ротационным.

Непосредственный пуск

Непосредственный пуск (Direct Start) – перспективный способ пуска двигателя внутреннего сгорания без применения внешних источников механической энергии, предложенный известной фирмой Bosch.
Оригинальность этого способа пуска заключается в том, что с помощью бортового компьютера определяется, какой из цилиндров двигателя наиболее подходит для выполнения такта рабочего хода (поршень находится чуть за пределами верхней мертвой точки), после чего в него подается и воспламеняется небольшая порция горючей смеси – двигатель начинает работать.
По ряду причин этот способ можно использовать в двигателях с числом цилиндров не менее четырех.

Читать еще:  Время работы двигателя града

Работы над воплощением этой идеи в настоящее время ведутся, и вполне возможно, электрическую систему пуска заменит более эффективный и удобный непосредственный пуск.

Пиротехнический пуск

Еще один редкий способ запуска двигателя. Пиротехнический пуск — способ с использованием пиротехнических веществ, например, пороха, не получивший применения на автомобилях. Этот способ технологически похож на пневматический пуск, и отличается тем, что не требует запаса сжатого воздуха — давление пуска обеспечивают пороховые газы, образующиеся при сгорании пиропатрона, который можно воспламенить электрической искрой или ударом обыкновенного молотка по капселю.
В настоящее время пиротехнический пуск используется на некоторых моделях снегоходов и моторных судовых шлюпок, поскольку удобен тем, что в некоторых условиях для пуска двигателя другие источники энергии недоступны.

Основное требование, предъявляемое к системам пуска двигателя – обеспечение достаточной частоты вращения коленчатого вала, для чего необходим крутящий момент определенной величины. При этом система пуска должна надежно функционировать в любых условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, и минимально расходовать запасы собственных источников энергии транспортного средства.

Вспомогательные устройства пуска двигателя

К системе пуска относятся и устройства, облегчающие пуск холодного двигателя, особенно при низких температурах окружающей среды. Такие устройства в момент пуска холодного двигателя позволяют улучшить искрообразование (в двигателях с принудительным воспламенением смеси), обеспечить подачу в цилиндры горючей смеси необходимого качества и количества, выполняют продувку цилиндров, а также предварительный подогрев горючей смеси, смазочного материала, охлаждающей жидкости и деталей основных механизмов двигателя.

Особенно затруднен пуск холодного двигателя, оборудованного газовой и дизельной системой питания в зимнее время. Здесь, наряду с перечисленными выше причинами, имеют место и специфические трудности пуска, обусловленные характеристиками используемого топлива и типом системы питания.
Так, газовое топливо при выходе из баллонов нуждается в подогреве (газообразное) или испарении (жидкий газ). Для того, чтобы подогреватель или испаритель начали функционировать, необходимо изначально запустить и прогреть двигатель, поскольку в подогревателе используются отработавшие газы, а в испарителе — горячая жидкость системы охлаждения. Очевидно, в холодном состоянии системы двигателя не могут обеспечить нормальный подогрев газа перед подачей его в редуктор и смеситель. Поэтому пуск двигателя в газобаллонных автомобилях обычно осуществляется на бензине, а после некоторого прогрева двигателя переключают систему питания на газообразное топливо.

Для дизелей дополнительной причиной затруднения пуска является холодный воздух. Поскольку дизельный двигатель использует для воспламенения горючей смеси сильное сжатие воздуха, то очевидно, что холодный воздух при одной и той же степени сжатия прогреется меньше, чем теплый воздух, и воспламенение смеси будет затруднено или даже невозможно. Кроме того, высокая степень сжатия в дизелях, характеризующаяся значительным компрессионным сопротивлением, создает дополнительное препятствие работе системы пуска (стартера или пускового двигателя), и при запуске трудно раскрутить коленчатый вал до нужной частоты.
Для устранения описанных причин затрудненного пуска дизелей применяются такие конструкторские решения, как предварительный подогрев воздуха во впускном трубопроводе с помощью специальных электронагревательных свечей, а также декомпрессоры — устройства, снижающие компрессию двигателя в момент раскручивания коленчатого вала перед пуском двигателя. Декомпрессоры обычно открывают клапана (впускной, выпускной или оба), что облегчает стартеру раскручивание коленчатого вала до нужной частоты, а после отключения декомпрессора двигатель запускается.
Кроме того, декомпрессор может быть использован для аварийной остановки двигателя в случае необходимости — снижение компрессии в цилиндрах исключает возгорание горючей смеси, и дизель глохнет.
Конструктивно декомпрессор представляет собой систему тяг и рычагов с ручным или электромагнитным приводом, воздействующих на штанги толкателей и открывающих клапаны ГРМ.

В условиях очень низких температур для облегчения пуска двигателя нередко применяют эфиросодержащие жидкости, впрыскиваемые в небольшом количестве во впускной тракт системы питания.

В холодное время года наиболее удобным и надежным средством облегчения пуска двигателей являются предпусковые подогреватели.

Что такое блок управления свечами накаливания?

Как вы уже знаете, свеча накаливания — это нагревательное устройство, расположенное в каждом цилиндре дизельного двигателя и помогающее двигателю запуститься. Но как осуществляется контроль и управление работой свечей накаливания в целом? Это функция блока управления свечами накаливания.

Он расположен в двигателе и напрямую соединен с блоком управления двигателем. В нем установлен микропроцессор, анализирующий поступающие от блока управления двигателем данные и выявляющий сведения, связанные с функционированием свечей накаливания. К таким сведениям относятся момент включения и отключения подачи напряжения на свечи накаливания и требуемая сила тока, которая меняется в зависимости от температуры при запуске двигателя. Напряжение на свечи накаливания подается во время предварительного нагрева для прогрева двигателя, во время ожидания при запуске двигателя и во время последующего нагрева для соблюдения все более строгих требований к отработавшим газам и оптимизации процесса сгорания.

При запуске дизельного двигателя происходит следующее:

  1. Блок управления свечами накаливания определяет момент и необходимое свечам накаливания напряжение на основании данных, полученных от блока управления двигателем;
  2. На нагревательный элемент в свече накаливания подается напряжение, он разогревается и начинает светиться;
  3. Поступающий воздух сжимается;
  4. Инжектор топлива распыляет топливо на разогретый кончик свечи накаливания;
  5. Впрыскиваемое топливо смешивается со сжатым воздухом, превращается в газообразную фазу, и практически мгновенно происходит его сгорание, даже если двигатель холодный;
  6. Свеча накаливания работает во время фазы предварительного нагрева для обеспечения правильного сгорания топлива и уменьшения вредного воздействия автомобиля на окружающую среду.
Читать еще:  В чем минус двигателя 1zz

Этому процессу помогают повышение температуры поступающего воздуха во время сжатия и сравнительно низкая температура воспламенения дизельного топлива. Однако блок управления свечами накаливания совершенно необходим: если он не будет управлять свечами накаливания, температура сжатия может оказаться недостаточной для правильного воспламенения распыленного топлива в холодном дизельном двигателе. Результатом может стать увеличение вредных выбросов.

Подготовка дизеля к зиме

Многие знают, что дизельные двигатели более чувствительны к низкой температуре зимой, чем бензиновые. Так почему все больше людей отдает предпочтение дизелю и с какими проблемами сталкиваются? Рассмотрим подробнее основные проблемы и возможности их решения.

Преимущества дизельных двигателей

Дизельные двигатели набирают популярность у водителей легковых автомобилей. Дизели, изначально работавшие для тяжелой дорожной, строительной, военной и сельскохозяйственной техники, на современных машинах проявляют себя как наиболее экономичные и выгодные с эксплуатационной точки зрения двигатели.

Почему потребители покупают дизельные автомобили?

  1. Экономичность. КПД дизеля на 15-20 пунктов выше, чем бензинового двигателя. Для дизельных двигателей — это 45-50% энергии, полученной от преобразования топлива, для бензиновых — от 20 до 30%. Это говорит об экономичном расходе ресурса.
  2. Надежность. Дизель работает по циклу «впрыск топлива — сжатие — расширение — выпуск отработанных газов», запускаюсь от ТНВД или поступившего к компьютеру сигнала датчика в системах Common Rail. У бензиновых двигателей запуск осуществляет система зажигания, которая при скачкообразном поступлении высокого напряжения создает влияющие на электронику помехи. Разница в способе воспламенения топлива даёт большую нагрузку на дизельный двигатель, поэтому детали изначально имеют повышенную прочность материала внутренних компонентов. Повышенная стойкость деталей двигателя значительно увеличивает его общий ресурс и срок эксплуатации.
  3. ГСМ. При современном уровне почти сравнявшихся цен на бензин и дизельное топливо, благодаря высокому КПД, расход у дизельных автомобилей меньше на 15-20%. С финансовой точки зрения дизели более выгодны.
  4. ТО и ремонт. Надежность дизеля реже приводит к серьезным поломкам, которые требуют больших финансовых вложений для их устранения.
  5. Цена автомобиля. При одинаковых ценах на модели дизельных и бензиновых машин через пять лет эксплуатации в одинаковых режимах потеря в цене на первые не превысит 5-7%. На вторые — упадет на 35-40%.
  6. Экологичность и безопасность. Устройство двигателей дизельных автомобилей и принцип воспламенения топлива в разы снижают концентрацию вредных веществ в выхлопных газах. А сам мотор мало подвержен нагреву до критических температур.
  7. Автомобили, использующие ДТ, могут без внесения конструктивных изменений в ДВС работать на альтернативном топливе.




Поведение дизельного мотора зимой

Дизельный двигатель запускается при сильном сжатии впрыснутого топлива. Сама сила сжатия остается неизменной и зависит от максимально близкого расположения поршня и верхней стенки камеры сгорания. Также существует такое понятие, как компрессия.

Компрессия — показатель того, насколько увеличилось в большую сторону от нормального расстояние между этими деталями в процессе эксплуатации. Иначе – это уровень давления в цилиндрах, которые обеспечивают оптимальное давление для силы сжатия. Иначе — износ указанных деталей двигателя.

Чем лучше состояние цилиндров и поршневых колец, тем выше компрессия. При большем давлении воспламенение топлива наступает быстрее и двигатель запускается. При недостаточном — температуры в камерах на запуск не хватает, и двигатель не заводится.

В нормальном состоянии топливо воспламеняется в температурном диапазоне от 230°С до 345 °С. При похолодании дизельное топливо обычно мутнеет, густеет, становится вязким и замерзает.

Летнее ДТ начинает процесс преобразования при -5°С, зимнее при -25°С. При низкой компрессии поршню не хватает мощности, чтобы «продавить» ДТ через топливные фильтры и добрать необходимую для воспламенения температуру в камере сгорания. Как и любое давление, измерить компрессию можно в атмосферах.

В новом автомобиле компрессия в цилиндрах составляет примерно 36-40 атмосфер: машина спокойно заведется в -30-35°С. Условно-общие значения компрессии для запуска мотора в холодное время года:

  • 30-36 атмосфер: запуск мотора возможен при понижении температуры до -30°С;
  • 28-30 атмосфер: диапазон допустимых значений температуры воздуха от -15 до -30°С, или многодневная парковка на улице при температуре не ниже -15°С;
  • 25-28 атмосфер: авто способно выдержать продолжительное время на стоянке под открытым небом и завестись, если за этот период температура не опускалась ниже -10°С;
  • 20-25 атмосфер: автомобилю необходим отапливаемый гараж или теплый паркинг для запуска двигателя;
  • До 20 атмосфер: машина не заведется даже при положительной температуре.

Тем, кто взял новый автомобиль, волноваться не о чем ближайшие 2-3 года. А тем, у кого постгарантийное ТС, лучше подготовиться к зимним холодам и холодной осени.

Компрессия в дизельном двигателе

Замер компрессии в дизельном двигателе — это ряд несложных операций, в ходе которых измеряют процент сжатия поршнем воздуха. По результатам проверки можно сделать выводы о состоянии поршневой группы, цилиндра, прокладок, и головки этого блока. Для измерений используют специальный прибор — компрессометр или компрессограф. Компрессометр — простая конструкция, которая в основном состоит из манометра. Он, в свою очередь, соединен с переходником, на котором расточена такая же резьба, как и на стандартной свече и имеет похожий вид.

Читать еще:  Волга сайбер троит двигатель

Помимо компрессии в цилиндрах существует ещё и другая величина — степень сжатия. Степень сжатия — это геометрическая величина, которая отображает соотношение камеры сгорания между головкой и поршнем при его положениях в верхней и нижней мертвой точке.

Часто эти понятия путают, хотя компрессия — это физическая величина, которая измеряется в кг/см2, pci или барах и является давлением, которое создается в цилиндрах двигателя при работе поршня. Величина компрессии всегда больше, чем степень сжатия.

Измерение компрессии дизельного двигателя выполнятся в несколько этапов. Для начала нужно учесть некоторые аспекты:

  • Измерения проводятся исключительно на прогретом дизельном двигателе, его температура должна быть приблизительно около 70-90 С.
  • Необходимо отключить подачу топлива (отключить бензонасос или форсунки).
  • Стоит вывернуть абсолютно все свечи, так как они будут создавать компрессию в других цилиндрах, из-за этого у двигателя при прокрутке стартером упадут обороты и будет возникать сопротивление вращению.
  • Аккумулятор должен быть полностью заряжен или подключено пусковое устройство. Стартер также должен быть исправен.


Рассмотрим этапы замера компрессии в дизельном двигателе:

  1. Необходимо перекрыть подачу топлива для того, чтобы в цилиндре помимо масла больше ничего не создавало излишнюю компрессию. Лучше всего — отсоединить клеммы с топливного насоса.
  2. Выкручиваем все свечи и присоединяем компрессометр. Его установка выполняется так же, как и установка обычной свечи. Закручиваем измерительный прибор по резьбе.
  3. Подключаем заряженный аккумулятор и прокручиваем стартером поршни до тех пор, пока стрелка на компрессометре не остановится в максимальном значении (пока не перестанет возрастать давление). Во время выполнения этой операции нужно поставить нейтральную передачу и ручник.
  4. Повторяем замер со всеми цилиндрами, устанавливая прибор вместо каждой из свеч.
  5. Записываем результаты каждого теста, чтобы сравнить их с нормальными показаниями.
  6. Вкручиваем обратно все свечи, восстанавливаем работу бензонасоса (подачу топлива). Присоединяем клеммы на место.

Подготовка дизеля к зиме

Комплекс мероприятий по подготовке автомобиля к зимнему сезону входят:

  1. Проверка компрессии и устранение причин.
  2. Замена масла. Масло обеспечивает нужный уровень скольжения подшипникам и качение турбокомпрессору, увеличивая продолжительность их службы. Зимнее масло имеет меньший коэффициент вязкости, тем самым облегчая запуск. Для турбированных двигателей масла имеют улучшенный состав.
  3. Замена фильтров. Дизельные двигатели чаще нуждаются в смене расходников, из-за того, что нагрузка на них больше. Поэтому желательно проверить и заменить фильтры.
  4. Чистка форсунок. ДТ не всегда бывает хорошего качества. Некачественное топливо может привести к засорению топливной системы, что скажется на потере мощности турбины и увеличит вероятность выхода её строя. Форсунки склонны к высокому нагреву, поэтому часть топлива запекается, образуя нагар. Этот запекшийся слой уменьшает сечение пропускного канала, снижая работоспособность форсунки и объем подачи ДТ в камеру сгорания для запуска на 20%.
  5. Корректировка работы ТНВД.
  6. Зарядка АКБ.
  7. Проверка свечей накала, если установлен предпусковой подогреватель. Свечи разогревают камеру сгорания топливной смеси в холодное время года, обеспечивая запуск мотора. Зимой проблема актуальна, ведь с пуском могут возникнуть сложности. Летом система не используется.
  8. Утепление двигателя. Не обязательная, но популярная процедура – укрыть двигатель одеялом.
  9. Установка предпускового зажигания. Разнообразие жидкостных, электрических и автономных подогревателей позволяет выбрать необходимый вариант для конкретного случая.


Что делать, если наступило резкое похолодание?

Основные проблемы, с которыми может столкнуться хозяин дизеля на неподготовленной к сезону машине, и методы их решения:

  1. В баке было летнее ДТ, и оно стало вязким. В таком случае в бак заливают депрессорные присадки, но если их нет — подойдет бензин или керосин (не более 15% от объема бака). Долив производится в отогретый автомобиль, поэтому лучше заранее позаботиться о свечах накаливания. Можно попробовать сменить топливный фильтр — возможно, его наглухо забило соляркой и парафинизировало, из-за чего он потерял пропускную способность и топливо не попадает в камеру сгорания.
  2. На улице резко похолодало, и мотор остыл. При кратковременных заморозках стоит утеплить двигатель одеялом или вспененным гофрированным полиэтиленом — это поможет ему быстро отогреться, но не спасет в сильный мороз.
  3. Неисправны свечи накала, а компрессии не хватает. Можно несколько раз включить-отключить зажигание для прогрева свечей накаливания. Также есть старый метод — эфиросодержащий спрей впрыскивают в воздушный фильтр. С помощью него и газовой горелки можно попробовать разогреть воздух в цилиндрах.
  4. Сел аккумулятор. Нужно подзарядить АКБ и попросить «прикурить». Важно помнить, что донор должен заглушить двигатель, иначе мощный дизель может спалить или серьезно повредить электронику прикуривающего авто. Провода должны быть с сечением не менее 1-1,5 квадрата. Предпусковые подогреватели лучше включить.

Во всех остальных случаях поможет только эвакуация ТС в теплый бокс.

Понять, почему дизельный двигатель не заводится на морозе довольно трудно. Есть множество причин и способов их устранения. Поэтому лучше обезопасить себя от возможных проблем и заранее провести подготовку к зимнему сезону.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector