С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Особенности дизельного двигателя

Особенности дизельного двигателя


Особенности дизельного двигателя

По конструкции дизель мало отличается от обычного бензинового мотора. Тот же коленчатый вал, шатуны, клапана. Правда, детали усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки, возникающие при сгорании топлива - ведь степень сжатия у дизеля в два с лишним раза выше (около 19 - 24). Принципиальное отличие дизеля заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания. У бензинового двигателя, как известно, смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. У дизеля, напротив, в цилиндры поступает чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры самовоспламенения топлива (700 - 800°С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением (10 - 30 МПа). Для создания такого давления применяются специальные топливные насосы высокого давления (ТНВД), приводимые от коленчатого вала двигателя. Свечи у дизеля тоже есть, но они являются свечами накаливания и разогревают воздух в камере сгорания, чтобы облегчить запуск.

Подобная организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет высокую экономичность дизельного двигателя. Управление осуществляется не дроссельной заслонкой (ее может просто не быть), а только изменением подачи топлива.

Дизель из-за особенностей своего рабочего процесса имеет высокий крутящий момент в широком диапазоне частот вращения, что делает его гибким в управлении, особенно при работе в тяжелых дорожных условиях. Да и в экологическом плане дизель лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ, особенно оксида углерода, заметно меньше, чем у бензиновых моторов.

Разумеется, дизель имеет и недостатки. Главные — повышенные шум и вибрация. Они обусловлены высокой степенью сжатия и быстрым нарастанием давления в цилиндре при самовоспламенении смеси. Дизель трудно запустить в холодное время года. Мощность дизельного двигателя ниже, чем бензинового того же рабочего объема, в основном, из-за пониженной максимальной частоты вращения (обычно она не превышает 4500-4800 об/мин.), а масса дизеля больше . Впрочем, применение многоклапанных головок, развитие систем топливоподачи, в том числе электронного управления впрыском топлива, постепенно сглаживают эти недостатки.

Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой - их также называют дизелями с непосредственным впрыском (Direct Injection), топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. До недавнего времени подобные решения применялись, в основном, на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями организации процесса сгорания, а также с повышенным шумом, особенно на непрогретом двигателе.

В последние годы благодаря применению ТНВД с электронным управлением и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой на частотах вращения до 4500 об/мин, улучшить на 15-20% его экономичность, существенно снизив шум и вибрацию. И теперь такие двигатели для легковых автомобилей широко применяют фирмы AUDI, Ford, Toyota и даже известный своей осторожностью Mercedes. В России наиболее распространены следующие автомобили с такими дизелями: Ford Transit (2,5 л), AUDI 1,9 ТDI (1,9л) и Audi 100(2,5л).

В дизелях с разделенной камерой подача топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. В наиболее распространенных вихрекамерных дизелях такая камера (она называется вихревой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемых топлива и воздуха и самовоспламенению смеси. Именно такая схема первоначально позволила без больших трудностей добиться высокой частоты вращения, необходимой для двигателей легковых автомобилей. Поэтому вихрекамерные дизели пока составляют большинство (около 90%) среди устанавливаемых на легковые автомобили.

Другой тип дизеля — предкамерный, имеет специальную вставную форкамеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, Их сечение подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью. Это определяет целый ряд преимуществ предкамерного дизеля. Среди них большой ресурс, низкий шум, более полное сгорание топлива и низкая токсичность выхлопных газов, а также малое изменение крутящего момента по частоте вращения.

Камера сгорания дизельного двигателя.

Данная схема широко применяется фирмой Mercedes для легковых автомобилей. Преимущества этой схемы, помноженные на традиционную надежность, фактически делают дизельные двигатели Mercedes лучшими. И это - несмотря на то, что по экономичности предкамерные дизели обычно несколько уступают вихрекамерным и с непосредственным впрыском, а их конструкция, как правило, сложнее и дороже.

Последние модели дизелей Mercedes - ОМ 604, 605 и 606 - имеют четырехклапанные головки цилиндров и электронное управление впрыском топлива. Это позволило поднять их мощность на 25% и улучшить экономичность на 8 — 10%, приблизив эти параметры к лучшим образцам дизелей других типов. Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень. Он существенно усилен по сравнению с бензиновым двигателем, его стенки значительно толще, поршневой палец имеет увеличенный диаметр, а поршневые кольца — высоту, Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Различия других узлов и деталей не столь существенны и обусловлены требованиями надежности, компоновочными соображениями и традициями фирмы. Правда, следует заметить, что наиболее надежны в эксплуатации те двигатели, у которых привод газораспределительного механизма и ТНВД осуществляется цепью или шестернями (все двигатели Mercedes, BMW M51, Peugeot XD2,XD3, Nissan TD23, 25,27 и другие). Ремень, как показывает практика, несмотря на определенные достоинства, снижает надежность дизеля, так как при его обрыве двигатель обычно выходит из строя.

Очень эффективен для повышения мощности дизелей наддув. В отличие от бензиновых двигателей у дизеля турбонаддув работает во всем диапазоне частот вращения — ведь благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов здесь в 1,5 — 2 раза выше. Особенно высокое форсирование достигается промежуточным охлаждением воздуха, сжатого в компрессоре, перед его поступлением в двигатель. Для этого используют специальные радиаторы-охладители или интеркулеры (intercooler). Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.

Особое место в конструкции дизелей занимает система подачи топлива. Высокие давления впрыска делают ее достаточно сложной, от нее во многом зависят мощность и экономичность двигателя, а также его экологические характеристики.

В эксплуатации с нарушениями в работе системы подачи топлива связано много различных неисправностей. Поэтому системам питания дизелей приходится уделять большое внимание и в обслуживании, и в ремонте.

Основным узлом топливной системы дизеля является топливный насос высокого давления. Его главные функции - нагнетание топлива в форсунки в строго дозированном количестве и обеспечение необходимого момента начала впрыскивания (он определяется углом опережения впрыска по аналогии с углом опережения зажигания у бензиновых двигателей).

На дизелях легковых автомобилей применяются три типа ТНВД, Рассмотрим их более подробно.

Плунжерные рядные насосы типа М или MW фирмы Bosch применяются сейчас, в основном, только фирмой Mercedes.

Эти насосы сложны по конструкции, но обладают, пожалуй, максимальными надежностью и долговечностью. Конструктивно плунжерные ТНВД имеют отдельные нагнетательные секции на форсунку каждого цилиндра с приводом от кулачкового вала насоса. Каждая секция состоит из двух прецизионных (т.е. сверхточно выполненных) элементов — плунжера и нагнетательного клапана. Плунжер служит для нагнетания топлива в форсунку и установлен в корпусе, насоса с очень малым зазором — менее 1 мкм. Кроме того, плунжер управляет количеством топлива, подаваемого к форсунке. Нагнетательный клапан необходим для быстрого запирания топливопровода, соединяющего насос и форсунку, и поддержания небольшого остаточного давления в топливопроводе между впрысками,

В распределительном насосе типа VE фирмы Bosch (подобные насосы производятся также японской фирмой Diesel KiKi no лицензии Bosch) система нагнетания имеет только один плунжер-распределитель, который совершает поступательные движения для нагнетания топлива и вращение для распределения топлива по форсункам.

Поступательно-вращательное движение плунжера обеспечивается за счет его контакта с шаговым диском через ролики, при этом плунжер выполняет за один оборот диска столько циклов нагнетания, сколько цилиндров у двигателя.

В распределительных насосах типа DPC французской фирмы Lucas Rotodiese! и DPA, DPS английской фирмы Lucas-CAV систему нагнетания составляет пара противолежащих поршней, выполняющих поступательные движения навстречу друг другу. Нагнетание топлива происходит здесь в результате действия на поршни роликовых толкателей, набегающих на кулачки обоймы подшипника ротора. Распределение топлива по форсункам выполняется за счет разделителя, вращающегося вместе с поршнем и соединяющего или разъединяющего в определенных положениях насос с форсунками.

Чтобы ТНВД создавал необходимое давление впрыскивания, топливо должно поступать к плунжерной паре под небольшим давлением. Для этого используют насосы предварительной подкачки (низкого давления). В рядных ТНВД такой насос вынесен наружу и приводится от кулачкового вала двигателя, в то время как в распределительных насосах он установлен внутри корпуса самого ТНВД.

Конечным элементом топливной системы дизеля является форсунка. Она обычно заворачивается в головку блока цилиндров, но в некоторых дизелях прижимается специальным зажимом. Поскольку со стороны распылителя на форсунку воздействуют горячие газы, между ней и головкой устанавливают противопригарную шайбу, уплотняющую соединение и способствующую отводу тепла от форсунки.

Распылитель является основной деталью форсунки. В дизелях легковых автомобилей обычно применяют многоструйные или штифтовые распылители. Первый тип применяется в дизелях с непосредственным впрыском, второй — в дизелях с разделенной камерой сгорания.

Форсунка вихрекамерного двигателя - узел прецизионный и очень ответственный.

Давление впрыска определяется усилием пружины распылителя. Под действием давления топлива в топливопроводе игла распылителя поднимается, и происходит впрыск. В момент, когда плунжер ТНВД прекращает нагнетание, давление резко падает, и игла распылителя садится на седло, отсекая подачу.

Еще одна специфическая принадлежность дизеля — система предпускового подогрева. У большинства дизелей в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800 — 900°С, о чем водителю сигнализирует специальная контрольная лампа. Как только лампа погаснет, двигатель готов к запуску. Электропитание со свечей снимается автоматически после запуска. В холодное время года это происходит не сразу, а через 15-20 с, чтобы обеспечить устойчивость работы непрогретого двигателя.

На некоторых дизелях (например Ford Transit) в виде пускового устройства применен электрофакельный подогрев. Он включает свечу накаливания, объединенную со специальной форсункой. Топливо к пусковому устройству подается из отдельного поплавкового механизма. После запуска, как только снимается напряжение со свечи, прекращается и подача топлива к форсунке.

Современные системы предпускового подогрева в сочетании с усовершенствованной конструкцией двигателей обеспечивают устойчивый пуск исправного дизеля при температуре до -25°С,а иногда и до -30°С.

В процессе эксплуатации в дизелях возникает целый ряд неисправностей, характерных только для этого типа двигателей, Не вдаваясь в подробности, отметим, что значительными ресурсом и надежностью обладают дизели Mercedes, причем всех категорий. В то же время в наших российских условиях (а они являются, как известно, неплохим полигоном для испытаний) заметно уступают многим фирмам дизели W, хотя при этом они имеют отличную ремонтопригодность. В любом случае оценка качеств того или иного автомобиля с дизельным двигателем всегда носит оттенок субъективности. То же можно сказать о сравнении бензинового двигателя с дизельным — каждый имеет собственные преимущества и недостатки.Неисправности дизельных двигателей: конструктивно-производственные; неквалифицированное обслуживание и эксплуатация; низкое качество топлива; «естественный» износ двигателя; низкое качество ремонта. Конструктивно-производственные факторы:-дизельные двигатели достаточно надежны, а недостатки технологий производства, проявляются, в тяжелых условиях эксплуатации и при пробегах, превышающих назначенный заводом ресурс. Попадая в Украину, дизельные автомобили сталкиваются именно с тяжелыми условиями эксплуатации. Масло в двигателе рекомендуется менять через 7500 км независимо от того, какая периодичность указана в инструкции. Это связано с повышенным содержанием серы в нашем топливе, что приводит к быстрому окислению масла. Качество применяемых масел должно соответствовать требованиям инструкции. Дефект распылителя приводит к прогоранию поршня. Зубчатый ремень привода ГРМ и ТНВД надо менять не реже чем через 60 тыс. км. Необходимо также следить за топливной системой, периодически сливать отстой из топливного фильтра, отворачивая сливную гайку. Топливный бак рекомендуется промывать два раза в год, весной и осенью, полностью его снимая. В актуальности такой процедуры можно убедиться самостоятельно, увидев, сколько грязи выльется из бака. Другая причина, приводящая к повреждениям дизеля, это попытка запустить его во что бы то ни стало. Так, если в баке летняя солярка, а на улице -10°С , попытка пуска бессмысленна. При -5°С выпадают парафины и топливо теряет текучесть. Детали топливной аппаратуры, смазываются топливом, и его отсутствие приводит к сухому трению и их повреждению. Нужно искать теплый гараж и отогревать топливную систему. А запускать дизель с буксира нельзя, особенно если ГРМ приводится ремнем. Исправный дизель заводится без дополнительных средств подогрева до -20°С. Если этого не происходит, проще найти и устранить неисправность, чем доводить мотор до капитального ремонта. Нельзя добавлять солярку в бензин, износы топливной аппаратуры из-за ухудшения смазки и нарушения процесса сгорания резко возрастают. Важно помнить, что дизель не любит высоких оборотов. Длительные поездки на максимальной скорости, это способ приблизить капремонт. Дизельный двигатель необходимо прогревать перед поездкой, хотя бы 2 — 3 минуты. Примерно 50% поломок дизеля обусловлено качеством топлива. И не столько высоким содержанием в нем серы и отклонением по цетановому числу. А сколько элементарным наличием воды и механических примесей в топливе. Причем заправка импортным топливом, не спасает. Солярка будет финская, но емкости для нее все равно не моются. Износ двигателя после большого пробега в ряду неисправностей занимает далеко не последнее место. Основная проблема это снижение компрессии из-за износа поршневой группы. Двигатель плохо запускается в холодную погоду даже при зимнем топливе. При этом он легко заводится с буксира и в прогретом состоянии. Нижняя граница компрессии дизельных двигателей составляет 20 - 26 бар. При повышенном расходе масла и давлении картерных газов, регулировками уже не помочь, только ремонт. Износ распылителей форсунок приводит к появлению черного дыма на выхлопе и увеличению расхода топлива. Иногда распылитель «закусывает» и издает характерный стук, сопровождающийся появлением едкого белого дыма. При нормальной эксплуатации ресурс распылителей обычно составляет 80 тыс. км. Длительная эксплуатация двигателя с неисправными распылителями форсунок обычно приводит к прогоранию форкамер и поршней. Встречаются и износы плунжерных пар ТНВД, обычно вызывающие затруднение запуска горячего двигателя. Ремонт дизеля требует знания особенностей конструкции мотора, строгого выполнения инструкций по ремонту, и качественных запчастей. Попытки отремонтировать подешевле в гаражных условиях, с использованием запасных частей неизвестного производителя приводят к потерянным деньгам и повторному ремонту. При обрыве ремня ГРМ нельзя установить новый без снятия и ремонта головки блока цилиндра, т.к. клапана сталкиваются с поршнями в любом дизеле. При этом 2 — 3 клапана потребуют замены. Исключения бывают только у двигателей Renault 2,1 и Ford 2,5 л при ударе поршней по клапанам ломающиеся рокеры и деформированные штанги привода клапанов достаточно надежно предохраняют клапаны от повреждений. В случае ослабления посадки вихревых камер в головках блока VW, Peugeot, BMW пытаться закернить их бессмысленно, они выпадут. Надо менять головку блока. Устанавливать головку блока двигателей VW без центрирующих втулок нельзя, перекос головки приведет к прогоранию прокладки. Менять поршневые кольца при износе цилиндров свыше 0,1 мм бесполезно, новые кольца пройдут не более 5 тыс. км, а обычно еще меньше. Бесполезна и установка новых поршней без расточки блока цилиндров. Замена колец обычно требуется только в случае сильного перегрева двигателя и потери ими упругости. В случае проворачивания шатунного вкладыша, шатун требует обязательного ремонта или замены, иначе двигатель опять застучит. Для ремонта ТНВД нужны стенды, технологические карты и механики, знающие особенности ремонта насосов данной модели. Иначе насос будет загублен безвозвратно. Правильно отремонтированный и собранный двигатель заводится без проблем стартером. Если мотор не заводится, необходимо искать причину, а не таскать автомобиль на буксире.

Понравился пост? Не будь эгоистом, поделись с друзьями и оцени публикацию. Тебе не трудно, а автору приятно. Спасибо.

Дизельные двигатели и их особенности

К началу 1897 года Рудольфом Дизелем был построен первый образец, а в конце этого же года был успешно испытан. Первые двигатели подобного двигателя работали на растительном масле или на легких нефтепродуктах. В 1898 году в Петербурге на Путиловском заводе Густаву Тринклеру удалось построить первый двигатель высокого давления, работающий на нефтепродуктах, а именно - дизельный двигатель в том исполнении, в котором он предстает в современном виде. В настоящее время подобные двигатели называют «дизельными», в честь Рудольфа Дизеля, чья теория заложила основу для современных аналогов таких двигателей. Во время роста цен на топливо в 70-х годах ХХ века на двигатели такого типа начинают обращать свое внимание и автопроизводители. Получили использование эти моторы вначале на пассажирских автомобилях небольших размеров. В дальнейшие годы и по сей день, дизельные двигатели получили широкое распространение и вовсю используются на легковых и грузовых автомобилях. Дизельный двигатель отличается экономичностью и долговечностью, а также имеет меньше токсичных выбросов в атмосферу.

По принципу работы дизельный двигатель имеет схожесть с бензиновым, но некоторые отличия все же присутствуют:

1 такт – впуск. При открытии впускного клапана происходит всасывание воздуха в цилиндры. 2 такт – сжатие. Поршень при передвижении в верхнюю мертвую точку сжимает воздух в 16 раз. 3 такт – рабочий ход. Распыляя топливо под большим давлением в горячий воздух, происходит самовозгорание топлива. Происходит взрыв и поршень двигается вниз. Сгорание топлива происходит длительно, а именно столько, сколько длится подача топлива в цилиндры. Вследствие чего весь процесс протекает при постоянном давлении, из-за чего двигатель способен развивать высокий крутящий момент. 4 такт – выпуск. Поршень поднимается наверх и при открытом выпускном клапане отработавшие газы выходят из цилиндра и далее через выхлопную систему попадают в атмосферу.

Существует несколько конструкций камеры сгорания:

1) Неразделенная камера сгорания – в такой компоновке камера сгорания находится в поршне, а впрыск топлива производится в надпоршневое пространство. Достоинства: высокая экономичность топлива. Недостатки: жесткая работа и повышенный шум, особенно это заметно на холостом ходу. 2) Разделенная камера сгорания – с такой компоновкой топливо подается в специальную дополнительную камеру. У большинства дизельных двигателей эта камера связана специальным каналом с цилиндром. При попадании в одну камеру во время сжатия воздух интенсивно завихряется. При такой схеме обеспечивается более полное сгорание топлива. Однако из-за своей неэкономичности такой тип двигателя постепенно вытесняется.

Некоторые особенности дизельных двигателей:

1) Турбонаддув позволяет дизельному двигателю иметь большую эффективность, чем у атмосферного бензинового аналога. 2) Громкая работа двигателя может свидетельствовать о какой-либо неисправности. Но и некоторые дизели с непосредственным впрыском отличаются жесткой работой. 3) Эволюционировав за счет разделения импульсов впрыска с одного большого на несколько более мелких (2-5 импульсов). Дизельный двигатель отличается более высоким КПД, а соответственно и меньшим расходом топлива. Расход по сравнению с бензиновыми двигателями меньше на 25 – 30%. 4) Ресурс двигателя может достигать 400 – 600 тыс. километров, что значительно больше бензинового мотора. 5) Есть особенности переоборудования дизельного двигателя под использование вместо дизельного топлива дешевого газа.

Существует два способа переоборудования мотора для работы на газу:

- Газодизельный двигатель. В цилиндры подается обедненная смесь газа с воздухом, которая в последствие сжимается и поджигается небольшим количеством дизельного топлива. - Уменьшение степени сжатия и установка системы зажигания. Фактически дизельный двигатель перестраивается в газовый, на дизельной основе. В наше время в дизельных двигателях удалось понизить уровень шума и увеличить динамические характеристики. Таким образом, дизельный двигатель практически не уступает двигателю с бензиновой компоновкой. При низких температурах прогрев дизельного мотора длится дольше, также и салон прогревается медленнее. Причиной подобного эффекта является более низкая рабочая температура двигателя. Однако и этот вопрос решен производителями: на автомобили с дизельными двигателями устанавливают дополнительные отопители. А благодаря подогреву топливного бака в сильные морозы с запуском двигателя проблем не возникает. Дизельный двигатель нуждается в более качественном топливе. Все автомобили, которые поставляются к нам в страну, специально подготовлены к особенностям российского топлива. При покупке автомобиля с пробегом следует обратить внимание, для какого рынка предназначался этот автомобиль. Если предназначение двигателя рассчитано для европейского рынка, то при использовании в России низкокачественного топлива двигатель существенно потеряет в ресурсе и надежности. Еще одной из немаловажных характеристик является стоимость технического обслуживания. У дизельного двигателя ТО немного дороже, чем у бензинового. Все из-за расходных материалов и запчастей, которые стоят дороже. Производители также рекомендуют осуществлять замену масла чаще, чем у бензиновых автомобилей. Для бензинового мотора рекомендуется осуществлять замену масла каждые 10 000 километров, а для дизельного следует делать это не реже чем каждые 5 000 километров. Приобретая автомобиль с дизельным двигателем, следует учитывать, на какой срок приобретается автомобиль. Если это 3-4 года, то толку от топливной экономии будет мало, потому что стоимость ТО не даст сэкономить, а вот если автомобиль приобретается на длительный срок, то экономия топлива сильно скажется на экономии средств на передвижение.

Современные дизельные двигатели по своей надежности не уступают, и даже могут превосходить бензиновые аналоги. Для должной работы необходимо вовремя и качественно выполнять все необходимые работы по техническому обслуживанию двигателя, использование сертифицированных материалов и профессионального сервиса. Дизельный двигатель способен прослужить не одну сотню тысяч километров пробега!

Дизельные двигатели,особенности эксплуатации и ремонта

Что же такое дизель и каковы особенности его эксплуатации.

 «Для изготовления деталей к двигателю нужна безукоризненная работа. Я сомневаюсь в том, что механическое дело настолько подвинуто в России…»

Рудольф Дизель

Эти слова знаменитый немецкий инженер, изобретший в конце XIX века двигатель с воспламенением от сжатия, произнес в ответ русским промышленникам на предложение выпускать такие двигатели в России. И все же именно у нас в начале XX века на Коломенском заводе в Питере освоили производство судовых дизелей в то время, когда в самой Германии уже отказались от них после ряда неудачных экспериментов. Изобретатель тогда признал большой потенциал российской промышленности: «Как жаль, что у себя в Европе мы отстаем от вас»(!)

По иронии рока только в конце XX века в России появились дизели малого рабочего объема, для «широкого потребления». А поскольку своих легких двигателей на тяжелом топливе и до сих пор нет, знакомиться с ними пришлось благодаря тем же иностранцам. У нас в основном японского происхождения, а потом и корейского с оглядкой на японцев.Но азиаты, как оказалось, и сами не все поняли в наследии Дизеля. Во всяком случае, не учитывали российскую специфику эксплуатации. И нашим людям пришлось проходить дизелизацию жестким экспромтом. В тесном, так сказать, сотрудничестве: одни самоотверженно испытывают, другие исправляют ошибки и делают выводы.

Да, дизель — это звучит. Звучит гордо. Сильная ровная тяга, умеренный аппетит, более доступное топливо, теоретически высокий ресурс — все это прекрасно гармонирует с идеями практичности и неприхотливости в эксплуатации, что особенно ценно для утилитарного транспорта типа джип или грузо-пассажирского универсала, уж не говоря о чисто коммерческих моделях. В общем, достоинства очевидны. А каковы недостатки? О них ниже.

Впрочем, ниже всего лишь обобщенные результаты опыта работы одного из иркутских сервисов — «ПолитехАвтоГрада». Мастера сервиса занимаются сложным ремонтом иномарок с начала 90-х, имеют высшее техническое образование и научные звания, преподают в университете. Буквально так — сегодня читают лекции, а завтра весь день у чрева разобранного двигателя. В общем, капитальный ремонт японских и корейских дизелей давно стал одним из основных практических занятий.

Наука и жизнь

Когда нормальных запчастей еще не было, для восстановления трущихся поверхностей освоили технологию низкотемпературного плазменного напыления. Между прочим, разработанную в Политехе на кафедре сварочного производства. Скольким двигателям вернули таким образом жизнь, уже и не счесть, но факт красноречив: ремонтный know-how до сих пор успешно применяется в особо сложных случаях.

Но и появление нормальных запчастей не привнесло ремонтного благополучия. Мастерам открывались истины, которые расходились с привычной логикой неисправностей. Приходилось осваивать ремонт, для которого нет запчастей в принципе, например, восстанавливать треснутые головки блоков. По меркам производителей двигателей, это нонсенс, и в ряде случаев невозможно в принципе, но, как говорится, нужда рождает спрос. Впрочем, открылось много чего.

  Если в общих чертах, то все дизели, как правило, загибались от нескольких первопричин, являвшихся и по отдельности, но чаще в дружном союзе с великолепным синергетическим эффектом. Это низкосортное и грязное топливо, низкокачественное масло, убитая (а зачастую и конструктивно не совершенная) система охлаждения и высокие скорости на трассе. Причем, если брать самые распространенные у нас азиатские концепции легковых дизелей, а именно форкамерные с головками из алюминиевого сплава, то степень влияния первых двух стихий не столь критична, как последних двух, которые ведут к главной беде — перегреву, а это приговор к смерти головки и прочим бедам почти без случаев помилования.

И что характерно, особо не важно, с турбонаддувом дизель или атмосферного «дыхания». Сам компрессор — вещь принудительная и зависимая, покорный слуга, в основном живет, как прикажет «система». Работа его хоть и напрягает эту систему, но вовсе ей не противоречит, даже наоборот, оздоровляет. Взять энергию отработанных газов, обреченных на бесславную участь, и направить на повышение КПД двигателя — чего же лучше? Гармония!

А вот что действительно ведет к верной погибели дизеля — это скорости. И он честно об этом предупреждает своим ограниченным рабочим диапазоном, рано «затыкаясь» при раскрутке. Но у нас-то как? Встал в левый ряд, нажал гашетку до упора, и вот уже стрелка ушла за 140. Не представляя, какие процессы в данный момент протекают внутри мотора.

А они там, собственно, приостанавливаются. Двигатель просто не успевает «сам за собой»! В отличие от бензинового, классический дизель живет по своей особенной природе. Он инертен, процессы смазки и охлаждения деталей в нем как бы заторможены. Если его «кочегарить» на полную, то гармония функционирования организма нарушится. Это что-то вроде теории изменения времени и материи при скоростях, близких к скорости света: автомобиль «улетел» далеко и быстро, а дизель остался «на месте» и постарел сильно.

Иные рассказы прямо-таки иллюстрируют вышесказанное: «Иду по трассе 160, — объясняет хозяин далеко не старого дизельного Prado, — вдруг стук, двигатель не тянет, потом и вовсе глохнет, короче, скоропостижно умер». Потом обнаруживаются сильнейшие задиры в цилиндрах!

На бездорожье, где режим статичен, дизели в своей стихии, а вот на трассе как в чужом монастыре. А тут и антифриз, сильно разбавленный водой и воздушными пробками, все усугубляет. Нормальный антифриз хотя бы имеет высокую температуру кипения, а с водой начинает рано пузыриться и недоохлаждать самые раскаленные и самые «инертные» детали.

Не более 110 км/час — вот максимальная скорость для дизельного автомобиля, рекомендованная нашей практикой. По идее, такой предел скорости должен быть вычеканен перед глазами водителя или ограничен принудительно. Но японские автопроизводители не камикадзе. У них-то по-рыночному все правильно, все рассчитано до «муллиметра». На три-четыре года или даже на пять лет легковые дизели «заточены» однозначно. Потом все зависит от конструктивных особенностей и того, как эти три-четыре года машина эксплуатировалась. А вот эти знания, как на столе патологоанатома, открываются уже на столах капитальщиков.

Хлюпики

Есть прямая зависимость общего ресурса дизелей от их рабочего объема. И есть такое понятие, как ремонтопригодность. Сложилась определенная группа двигателей, которым отпущен сравнительно недолгий срок службы, и после чего они невыгодны в ремонте — зачастую лучше заменить полностью. К таким относятся многие 4-цилиндровые объемом до 2,0 литров и чуть больше, устанавливаемые на легковых автомобилях, микроавтобусах или минивэнах малого класса. Небезызвестные 2С, 2CТ, 3С, 3СТ у Toyota, CD-17, CD-20, LD-20 у Nissan, R2, RF у Mazda, да и 4D65/68 от Mitsubishi в этой же категории.

Заводской ресурс они имеют где-то до 300 тысяч. Если попали к нам с реальным пробегом до 100 тысяч, то при благоприятных условиях эксплуатации еще могут порадовать работой, но зачастую попадают и не с таким пробегом, и не зная «благоприятствий». Поэтому довольно неожиданно для владельцев «свежих» автомобилей могут «встать» из-за износа ЦПГ или расколотой и поведенной головки.

После капремонта еще могут выходить до 140-180 тысяч, максимум зафиксировано до 230 тысяч, но сам ремонт получается дорогой, поскольку приходится менять или восстанавливать очень много деталей. Особенно неудачным в этой компании оказался 2СТ — и слабый по конструкции, и сложный в ремонте.

В чем конкретно их «обвиняют»? Во многом вина, конечно, лежит на пресловутых «условиях», но вопрос еще и в конструктивной выносливости. И конкретный пример никогда не заставит себя ждать. Вот симпатичный минивэн Toyota TownAce Noah, всего лишь 1997 года, а уже стоит с поднятым капотом и снятой головкой с дизеля 3СТ (объемом 2,2 литра). Головка в удручающем состоянии: трещины «в палец толщиной» в перемычках между клапанами, возможны трещины в форкамерах, а также кавитационный износ поверхностей в зоне рабочей камеры.

Первое — от слабости головки, которая не смогла долго переносить нагрузочные режимы и какие-то проблемы с системой охлаждения, то есть явные перегревы. Второе — академический пример стараний нашей замечательной сернистой солярки, которая в компании с прорывающимся «тосолом» устраивает в камерах сгорания настоящую кислотную баню. Отчего металл, призванный выдерживать высокие давления и температуру, начинает буквально «выедаться», как дерево термитами.

Свою помощь здесь наверняка оказали и сбои в системе питания, так что, возможно, и до прогара поршней уже было недалеко. Вердикт скорее будет таков — замена головки, поскольку заваривать и восстанавливать такие повреждения просто не имеет смысла.

СереднЯки

К более выносливым и ремонтопригодным, точнее даже сказать, ремонтовыгодным, относится группа дизелей, на которых и держится «ударная» часть нашего автопарка. Это также 4-цилиндровые двигатели, но объемом примерно от 2,4 до 3,0 литров. Надо ли говорить, какой пласт автомобилей они объединяют? Легион. Нет, армию! Ведь здесь и популярные внедорожники среднего класса, и малотоннажный коммерческий транспорт. После качественного капремонта середняки еще ходят и по 250, и по 300 тысяч км.

Но с ними не все так однозначно — сложен и разнообразен мир среднего класса, да и карма у них не сахар. Будучи распространенными под капотами престижных джипов, они больше провоцируют на скоростные подвиги, после чего одаривают не только пробитыми прокладками и расколотыми головками, но и задирами в ЦПГ и напряжениями в ГРМ. Причем все это может аукнуться еще в Японии, а у нас очень быстро откликнуться.

Из этой когорты к самым распространенным, поскольку это Toyota, но далеко не беспроблемным относятся 2,4-литровый 2LT и более новый 3,0-литровый 1KZ, «модный» нынче по свежим поколениям HiLux Surf, Prado или HiAce Granvia. Оба турбированные, но это не важно, поскольку те же проблемы наблюдаются у безнаддувных 2L и даже 3L. Просто те два, что называется, на передовой рейтинга популярности.

Так вот, подмечено, что через 7-8 лет жизни эти дизели тенденциозно «прощаются» с головками. А поскольку и покупка автомобилей second-hand приходится примерно на такой возраст, то уже зародился призыв: берешь машину с таким дизелем — покупай запасную головку. Пригодится в не столь отдаленное время, а возможно, в самое ближайшее, буквально на перегоне с рынка домой. Как было, например, с ростовскими перегонщиками, которые гнали с Востока Granvia c 1KZ и уже в Зиме поняли, что растущая температура и выкипающий антифриз «дотянуть» до дома не позволят. Дотягивать пришлось с разворотом до Иркутска, на буксире, где и заменили расколотую головку.

Десять рекомендаций от профессионалов

1.Если намерены быстро ездить по трассе, покупайте автомобиль с бензиновым двигателем (тем более разница в цене на топливо уже не принципиальная).

2.Зимой дизельный автомобиль лучше хранить в «утепленном» месте, потому что частые запуски на морозе заметно подрывают его «здоровье».

3.Не заливайте в бак солярку подозрительного цвета, например, желтого. Хорошо еще, если удастся «откачать» умерший двигатель только заменой топлива.

4.Кроме серы вода остается самым страшным врагом в дизтопливе. Идеальный вариант заправки — в отдельные емкости с хороших АЗС и затем в бак через сеточку после длительного отстоя.

5.Масла для дизельных двигателей должны не только чаще меняться, но также обладать следующими основными параметрами: высокие диспергирующие и противоизносные свойства, стабильность и в целом высокая сопротивляемость пагубному эффекту «полировки» цилиндров (возникает при избыточном накоплении сажи и пыли). Дорожная пыль — самый сильный абразив, и в цилиндры дизеля часто попадает из-за негерметичности воздушного тракта. Следите!

6.Не доливайте в систему охлаждения воду, не заливайте подозрительный антифриз и следите за расширительным бачком — это индикатор состояния дизеля.

7.Прежде чем отдать захандривший дизель в объятия очищающего аппарата Wynn’s, хорошо бы сделать общую диагностику систем — а не пора ли сразу на более серьезный ремонт?

8.Диагностика — годен дизель для ремонта или лучше поменять целиком, дорого не стоит. Главное для владельца — в характерном дизельном шуме уметь отличить нехорошие звуки, чтобы вовремя посетить специалистов.

9.Использовать присадки для топлива и очищающие процедуры для топливной системы не возбраняется, но только в строгом соответствии с инструкциями и надежными средствами (неплохо, например, зарекомендовали себя препараты Hi Gear и Wynn’s).

10.Покупаешь дизельный автомобиль second-hand — имей про запас средства на возможный капитальный ремонт. 

Теоретически, более объемный 1KZ при той же степени форсировки имеет больший ресурс, нежели 2LT, но перегревы, видимо, лучше не переносит. К тому же оказался значительно прихотливей в ремонте. Если трещины в головке 2LT почти в 100% случаев пригодны к восстановлению, то в 1KZ лишь в половине случаев — если трещины только в перемычках между клапанами. Если по корпусу от форкамер, то ничего сделать нельзя, а что самое противное, нельзя их обнаружить вне работы на двигателе. Бывало, залечивали трещины в перемычках, ставили головку, а она продолжала «сифонить» антифриз.

В связи с этим надо бы сказать о превентивной диагностике и профилактике таких проблем. Потерю «тосола» зачастую воспринимают как проблемы с радиатором, причем воспринимают в сервисах. Есть пример, когда у HiLux Surf 1994 года с 1KZ три раза ремонтировали систему охлаждения, устраняя потерю антифриза, а он в это время уже вовсю выгорал через трещины в головке.

Потерю антифриза прежде всего надо «искать» в расширительном бачке — с поврежденной головкой там будет наблюдаться «парилка» и «джакузи». Стоит ли говорить, что как дизели с ременным приводом распредвала, оба нуждаются в своевременной замене ремня — при обрыве поршни бьются с клапанами.

Капризные

Популярные внедорожники Mitsubishi Pajero и Delica широко прижились с двумя дизелями: великовозрастным 2,5-литровым 4D56 и более новым 2,8-литровым 4М40. Прижились тоже не без проблем, и в силу разной конструкции каждый по-своему. Причем 4D56 на «голову» не такой уж «дохлый», как про него часто говорят. Вряд ли хуже Toyota, а может, и покрепче, хотя сильного перегрева не выносит однозначно.

Но хватает других слабостей и лишних забот: слабые коромысла и корпус распредвала, повышенный износ цилиндро-поршневой группы. А тут еще балансирный вал, который, как важный господин, приводится отдельным ремешком. Некоторые игнорируют его замену, а зря — при обрыве он попадает под ремень распредвала, возможно, только что замененный, тот или рвется, или проскакивает, но итог один: встреча поршней с клапанами и фатальные разрушения.

При этом реальная роль балансира, который гасит вибрации второго порядка на холостом ходу, кажется мелочной: на нашем топливе вибрации у всех дизелей все равно кажутся одинаково высокими, никаких преимуществ перед более простыми дизелями Toyota в этом отношении 4D56 не обнаруживает. Поэтому есть рекомендация вовсе снимать этот ремешок, вряд ли без него ресурс двигателя станет ниже, чем уготован судьбой.

А вот относительно современный 4М40, кроме того, что он более мощный и тяговитый, другой, в принципе, более продвинутый с точки зрения надежности. Здесь уже цепь в приводе распредвала, но главное — это эксклюзивная технология «усиления» зеркала цилиндров в районе верхней мертвой точки, как известно, в самом критичном к износу.

Точно не ясно, что за метод, то ли специальная термообработка, то ли металлокерамические вкрапления, но цилиндры в этой части имеют хорошо видимые «пунктиры» в шахматном порядке, которые действительно приносят пользу. К 4М40, в отличие от предшественника, претензий по ресурсу ЦПГ не возникает, если только масло не пересыщено сажевой и пылевой грязью — замечательным абразивом. Опять же, в случае капремонта такие цилиндры едва ли подвержены восстановлению.

Но ведь эту фирменную «шахматку», понятно, обнаружили только при вскрытиях? Да, поскольку на «голову» 4М40 оказался даже послабей 4D56. Пробивает прокладку и трескается довольно часто. Возможно, из-за того как раз, что высокомощный 4М40 больше провоцирует на скоростной драйв, а форкамерная алюминиевая головка здесь не имеет такого запаса прочности, как цилиндры. Но что еще обидно — и цепь не стала панацеей в достижении неприхотливости ГРМ. Типичная болезнь — ее растяжение и возможный обрыв! Так что, если в общем шуме дизеля прослушивается стальной «шелест» цепи, лучше ее поменять, но стоить это будет дороже, чем поменять ремень у «старика» 4D56.

  Вот кто действительно из японской когорты 4-цилиндровых середняков крепок на «голову», так это ниссановский малофорсированный чугунный дизель серии TD, широко известный по внедорожникам Terrano, пикапам и грузовичкам. Если из Toyota с 2LT заходит на ремонт головки в месяц по 2-3 автомобиля, то из Nissan с распространенным TD 27 по столько же, но за год! Очень лоялен к перегревам. При этом ни ремней, ни цепей — нижний распредвал, все приводится шестернями и штангами. Железная грузовая концепция! Кажется, самый что ни на есть пример живучести и неприхотливости?

Да, но здесь характерны другие проблемы — повышенный износ поршневой и деталей ГРМ: кулачков распредвала, оси коромысел, толкателей клапанов. Опять же, такая статистика может быть следствием типичной манеры эксплуатации «неубиваемых» двигателей на низкосортном масле. И в этом смысле зачастую ниссановские TD показывают хрестоматийный пример необратимого коллапса дизеля в наших условиях.

При износе поршневой, причем нередко в силу высоких скоростных нагрузок или(и) пыли, когда образуются задиры, в картер прорывается больше газов и создается избыточное давление. Через систему вентиляции в топливо попадает больше масляных паров, в цилиндры начинает впрыскиваться буквально черная от масла смесь. Интенсифицируются углеродистые отложения на поршнях и клапанах, двигатель начинает шуметь, трястись, дымить, жрать масло и топливо, не тянуть. Короче, «загибаться». Хозяин начинает заливать самое дешевое масло, после чего лавинообразный системный кризис дизеля уже ничем не остановить.

Особые

А то, что масла, несмотря на схожие обозначения по качеству, на самом деле разные — давно подтверждено сравнительной практикой. Например, был случай идентичного капремонта одинаковых корейских дизелей с микроавтобусов Kia Besta, работающих на одном маршруте в одном режиме. После ремонта в один лили хорошее масло, а в другой дешевое.

Одинаковых результатов, как любит гласить реклама, не получилось! Работавший на дешевом примерно через год пришлось разбирать из-за стука коленвала и растачивать его под вкладыши следующего ремонтного размера. Работавший на хорошем тоже пришлось разбирать почти с тем же пробегом, но вкладыши там были в отличном состоянии, как новые. Другое дело, что причина разборки уже была в другом — в поломке седла клапана.

Да, корейские дизели, выпускаемые по японским лицензиям, ничем особенно выделяться не должны, но есть свои специфичные моменты. Например, стандартные дизели для Kia Besta, конструктивно соответствующие 2,2-литровым дизелям Mazda, не отличаются высоким ресурсом, а вот дизели в Hi Besta или Topic уже замечательный пример исполинской работоспособности. Дело в том, что при рабочем объеме в 2,7 и 3,0 литра они имеют коленвал от 3,5-литрового дизеля SL, известного по 2-тонным грузовикам Mazda Titan.

Ресурс их отменный: даже после Кореи способны выхаживать у нас до 300-400 тысяч, а после капремонта еще столько же и не редко до 600 тысяч, если не экономить на масле. Но остается проблема с головкой — при перегреве выбивает седла клапанов, после чего осколки разбивают поршни и гильзы. При случае приходится седла укреплять специальной обработкой. Собственно, головки японских дизелей Mazda тоже не любят перегревов, хотя поршневая вполне надежная и ремонтопригодная. Большая часть дизелей имеет чугунные гильзы плавающего типа, то есть легко вынимаются и вставляются без каких-либо осложнений при обкатке.

И в этом они отличаются от японского «короля дизелей» — Isuzu. Его распространенные грузовые дизели объемом от 4 до 6 литров отличаются очень высоким ресурсом, но сравнительно дорогие и сложные в ремонте. Имеют стальные тонкостенные гильзы, которые устанавливаются методом запрессовки. Растачивать такие гильзы у нас еще могут, а вот хонинговать нет, поэтому приходится менять на новые оригинальные, весьма дорогие. Причем при запрессовке такие гильзы приобретают некую граненую форму, из-за чего в период притирки деталей наблюдается высокий расход масла, и длиться это может до 20 тысяч пробега.

Если говорить о внедорожниках Bighorn, то в дизельных версиях они были хорошими только до 1998 года. Известный 3,1-литровый 4JG в целом достаточно крепкий и надежный двигатель, даже гидроудары мог переносить без особых последствий, хотя в ремонте тоже сравнительно дорогой. Но после 1998 года Isuzu сделал прорыв своим новым дизелем 4GX1, оснащенным прямым впрыском сверхвысокого давления common-rail. И сразу все перевернулось.

Есть ли жизнь на нашем топливе?

Мнение специалиста по продаже нефтепродуктов Существует твердое убеждение, что импортные дизели в наших условиях в принципе не могут «выхаживать» свой ресурс, основная причина чему качество дизтоплива. Действительно, высокое содержание серы, воды, грязи, несоответствующее норме цетановое число и температура парафинизации — все это довольно быстро выводит топливную аппаратуру и силовую часть двигателя из строя.

Если брать японский second-hand, и особенно грузовики, то их дизели и без того хорошо «укатаны» на родине, и у нас зачастую начинают дымить и хандрить, казалось бы, при вполне благополучном внешнем состоянии. Никто ведь не знает, что вместо продажных значений на одометре были цифры в два-три, а то четыре раза больше. И у нас почему-то принято держать дизели на масляной диете, мол, поскольку объемы заправок большие, то заливать нужно что-нибудь проще и реже.

Но больше поражает вот что: если опросить владельцев дизельных автомобилей, получается странная картина — многие заправляются как придется, лишь бы недорого. То есть с дешевых бензовозов, с тракторов, ворованным некондиционным топливом. Надо сказать, нередко техника при этом показывает чудеса живучести, но в целом получается, что такое отношение еще не повод все сваливать на топливо.

Вместе с тем очевидна такая тенденция: парк дизельных автомобилей становится больше и сложнее, модельный ряд обновляется конструктивно, растет удельная мощность, а вместе с этим и требования к качеству топлива. Объемный спрос на солярку, естественно, тоже растет, причем невиданными темпами. По некоторым данным, в нашем регионе за последний год только официальные розничные продажи дизтоплива увеличились минимум на треть! Популярность солярки видна уже по ценникам на АЗС, она выходит из разряда широкодоступного топлива.

При этом есть тенденция и к увеличению нелегального оборота солярки, в том числе откровенно некондиционной. На повышенный спрос сразу же реагируют незаконные структуры, с которыми никто не может справиться до конца.

Между тем заводское российское дизтопливо может быть вполне приличным. Например, современный ГОСТ ТУ для топлива марки ДЗЭЧ (дизельное зимнее экологически чистое) регламентирует достаточно высокие физико-химические характеристики. Так, предельная температура фильтруемости (начало парафинизации) должна быть не выше -25°С, механических примесей и воды не должно быть вовсе, а самый критичный показатель качества — массовая доля серы не должна превышать 0,05%.

Надо сказать, не самый высокий по сере параметр, если сравнивать с лучшими зарубежными сортами, однако прогресс очевиден. Скажем, при соответствующих моторных маслах такая солярка приемлема для любых современных дизелей японского и европейского производства, обслуживаемых в установленные сроки.

С одной лишь оговоркой, что до розничной продажи топливо доходит именно в таком качестве, доставленное и складированное по всем правилам, проверенное в лабораторных условиях, с подлинным паспортом качества на соответствие ГОСТ, ТУ и т.д. Кстати, зимнее дизтопливо выпускается по более дорогой заводской технологии методом специального фракционного отгона. А «бодяжники» его «выпускают» путем смешения летней солярки с более легкими продуктами, проще говоря, с бензиновыми фракциями. Фильтруемость в этом случае как-то можно обеспечить, однако смазывающие свойства топлива и цетановое число будут потеряны, да и грязь с водой при таком смешивании будут присутствовать наверняка.

Потому, наверное, наученные горьким опытом дизелисты теперь не полагаются на «всеядность» двигателей, а стараются определиться с какими-то проверенными АЗС. 

КПД двигателя отменный, реакции как у бензинового двигателя, типичной дизельной инерции уже не наблюдается, но ресурс и ремонтопригодность уже никудышные. Это видно по вездесущим резиновым уплотнениям, в том числе стаканам форсунок, по недоступности диагностики, по неудачной схеме питания. Если изнашивается плунжерная пара ТНВД (естественно, не рядного), то солярка начинает просачиваться в поддон картера, разбавляя масло со всеми известными последствиями.

Один такой дизель уже «капиталили», у другого меняли насос, который стоит $1600. Заодно пришлось исправлять конструктивные недочеты японских мотористов в пользу живучести дизеля, а именно придумали разделять топливоподкачивающую систему таким образом, чтобы солярка уже не попадала в поддон. Но все это не оправдывает двигатель нового поколения, который чужд нашим традиционным представлениям о «ходимости».

Вот и Nissan в свежих версиях Terrano тоже отличился новым дизелем ZD30 с системой common-rail, хотя с ним мастера сервиса вплотную еще не работали. Может, конструктив удачней и надежней, а может, просто пока не довелось в силу малой распространенности. Наверное, все впереди.

Аксакалы

И коротко о тех, на которых держится слава дизельная и самые почетные внедорожники. Рядные шестерки. Самый удачный пример ресурса и ремонтопригодности остается за 1HZ и его модификациями, известными по Toyota Land Cruiser. Несмотря на верхний вал и привод его ремнем от ТНВД, это отлично сбалансированная конструкция без каких-то откровенных слабостей.

Во-первых, это один из немногих дизелей, который хорошо заводится на морозе, а при соответствующем обслуживании может работать до 500-600 тысяч без видимой выработки в поршневой! И только грязное или низкокачественное масло способно убить ЦПГ значительно раньше. Однако до этого срока могут также возникнуть проблемы с головкой – как трещины вследствие перегревов, так и кавитационный износ из-за сернистой солярки и проблем с топливной аппаратурой.

Ремонтировать их можно без особых сложностей, главное, суметь разобраться в причинах неисправности. Был, например, случай, когда хозяин LC-80 скитался по сервисам с неприятным звонким шумом в передней части двигателя. В одном уже приписали замену целиком, что обошлось бы примерно в $15000. Но устранение шума, как оказалось потом, обошлось всего в тысячу долларов. Нехороший звук издавала промежуточная (паразитная) шестерня привода ТНВД, которая «гуляла» из-за вращения длинного коленвала с небольшой волнообразной амплитудой. В свою очередь его «хлыстообразное» вращение было вызвано небольшим износом коренных вкладышей.

Ниссановский нижневальный TD42 еще реже бывал «на приемах», возможно, по причине заметно меньшей распространенности. Каких-то откровенных слабостей у него тоже назвать нельзя, кроме тех проблем, что преследуют 4-цилиндровые TD в плане повышенного износа ГРМ. И все равно, 4,2-литровая «чугунка» Nissan куда более выносливая, чем «маленький брат» — рядная шестерка RD28 объемом 2,8 литра, у которой надежность головки на уровне 2LT или 4D56.

Что сказать в заключение? Наверное, остается дать некоторые советы и соображения от профессионалов для тех, кто имеет или собирается приобрести дизельный автомобиль. А что касается других открытий в области наследия Рудольфа Дизеля, то вернуться к ним еще придется наверняка и не раз.

Василий Ларин

Опубликовано: 28.01.2006

Дизельные двигатели. Устройство и конструктивные особенности

У наших соотечественников со словом «дизель» обычно ассоциируется чадящий КамАЗ и водитель в телогрейке, пытающийся зимой паяльной лампой отогреть его бак. Но время и техника неумолимо идут вперед, и все больше появляется у нас на дорогах красивых и современных автомобилей, у которых лишь характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора.

Такие особенности дизеля, как экономичность, высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов, и особенно на низких частотах вращения, а также доступное топливо, делают его предпочтительным вариантом для внедорожника, предназначенного для работы в тяжелых условиях. Поэтому в программе любой фирмы, производящей джипы, присутствует дизельная модификация, и чаще всего не одна.

С конца 90-х годов начался новый рост популярности дизельных моторов, связанный с совершенствованием их конструкции, внедрением электроники в системы топливопередачи и управления двигателем. Современные дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности и удельным характеристикам (вес, мощность на единицу объема), сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.

Конструктивные особенности

По конструкции дизельный двигатель не отличается от обычного бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия у него намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового). Именно этим объясняется большой вес и габариты дизельного двигателя в сравнении с бензиновым.

Принципиально отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800 град. С, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением (10-30 МПа) впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Экологические характеристики такого двигателя тоже лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ, особенно оксида углерода, заметно меньше, чем у бензиновых моторов.

К специфическим недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Стоит отметить, что это относится в большей степени к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.

Непосредственный впрыск

Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называю дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне.

До недавнего времени непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией. Но в последние годы благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить его экономичность, снизить шум и вибрацию.

Вихрекамерные двигатели

Наиболее распространенным на легковых автомобилях пока является другой тип дизельного мотора — с раздельной камерой сгорания. В них впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что значительно улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение в этом случае начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания. При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Вихрекамерные двигатели составляют подавляющее большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).

Менее распространены предкамерные дизели, имеющие специальную вставную форкамеру, соединенную с цилиндром несколькими небольшими каналами. Их форма и сечение подбираются так, чтобы между цилиндром и форкамерой возникал перепад давления, вызывающий течение газов с большой скоростью. Такая конструкция позволяет обеспечить большой ресурс, низкий уровень шума и токсичности, а также пологую характеристику крутящего момента.

Важнейшей системой дизеля, определяющей надежность и эффективность его работы, является система топливоподачи. Основная ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему дизеля сложной и дорогой. Главными ее элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр. ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя.

Топливные насосы ТНВД

По своей сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера. Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД двух типов: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядные насосы в настоящее время применяются редко, хотя по своей конструкции являются наиболее надежными.

Наиболее распространены ТНВД распределительного типа. В этих ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам. Насосы этого типа получили широкое распространение на легковых дизелях. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время эти насосы предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.

С начала 90-х годов стала внедряться электронная система управления дизельным двигателем, позволяющая оптимизировать подачу топлива на всех режимах и за счет этого повысить экономичность, снизить количество вредных выбросов и шумность работы моторов. Электроника позволяет заменить на всех перечисленных типах насосов сложные механические регуляторы более простыми и точными. Нагнетательная часть ТНВД при этом обычно остается неизменной.

Форсунки

Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в очень тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

Фильтры

Топливный фильтр, несмотря на его простоту, является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы. Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Холодный пуск дизеля

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900 град. С, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа. Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30 град С, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув дизеля

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы». Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха — интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность.

Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для внедорожника средством повышения «высотности» двигателя — в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности. В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя и не превышает обычно 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла.

Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования.

Система «Common-Rail» — новое слово в двигателестроении

В обычном дизельном двигателе каждая секция насоса высокого давления нагнетает солярку в «индивидуальный» топливопровод (идущий к определенной форсунке). Внутренний его диаметр обычно составляет 1,6—2 мм, а наружный — 6—7 мм, то есть стенки достаточно толстые. Но когда под высоким давлением в 1300—2000 атмосфер по нему «прогоняется» порция топлива, трубка раздувается подобно удаву, заглатывающему жертву. И как только эта солярка уходит в форсунку, топливопровод снова сжимается. Поэтому вслед заданной порции топлива к форсунке непременно «подкачивается» крохотная лишняя доза. Эта капля, сгорая, увеличивает расход горючего, повышает дымность мотора, да и процесс ее сжигания далеко не полноценный. Вдобавок сами пульсации отдельных трубопроводов повышают шумность работы двигателя. С ростом оборотистости современных дизелей (до 4000—5000 об/мин) это стало доставлять ощутимые неудобства.

Думающая рампа

Несколько фирм со временем нашли удачное инженерное решение проблемы. По разработанной ими схеме, топливный насос высокого давления подает горючее в общий трубопровод — топливную рампу, которая играет роль ресивера. В этом промежуточном звене помещается постоянный объем солярки, которая находится не под пульсирующим давлением, а под постоянным — около 1300 атмосфер.

Что же касается форсунок, то они открываются теперь не гидромеханическим способом (от повышения давления в трубопроводе), а электронным — от сигнала, подаваемого на соленоид форсунки. Датчики сообщают компьютеру, управляющему работой форсунок, информацию о положении педали акселератора, давлении в рампе, температурном режиме двигателя, его нагрузке и т.д. На ее основе компьютер назначает нужное для работы мотора количество топлива и момент его подачи. Таким образом «змея» не судорожно проталкивает по пищеводу «еду», а работает в строгом соответствии с решениями, принимаемыми ее электронным мозгом.

Новые возможности — система Common-Rail

Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями, чего раньше сделать было невозможно. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для

[spoiler]

дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.

Но главное — система «Common-Rail» полностью исключает впрыск в камеру сгорания «досыльной» порции горючего. В результате расход топлива двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора. Прогрессивные изменения в системе подачи топлива к форсункам дизелей стали возможны лишь благодаря развитию электроники.

[/spoiler]

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости