Практика
Итак, исходя из вышесказанного, становится понятным, что запуск дизельного мотора в холодное время года очень проблематичен. Причем особую роль здесь играет больше свойство дизтоплива густеть и застывать при низких температурах. Именно поэтому многие автовладельцы, эксплуатирующие свои машины в нашем суровом климате, используют зимнее топливо практически постоянно, ну, или, по крайней мере, большую часть года. Также вполне логичным будет прогревать дизель зимой, если не хотите быть постоянным клиентом сервисных центров по причине ремонта топливной аппаратуры.
Представим себе обычную зимнюю ситуацию. Вы решили завести свой автомобиль. Что при этом происходит? Когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания или нажимаете на кнопку «старт», стартер крутит (или пытается крутить) коленвал двигателя, все трущиеся детали которого смазаны застывшим моторным маслом. В это же время топливная аппаратура работает над тем, чтобы перекачать из бака по топливной магистрали через фильтр дизель и распылить его в камеру сгорания. Если ДТ соответствует условиям, в которых оно сейчас используется, то процесс его подачи происходит правильно. Если не соответствует – то двигатель не заводится.
В общем, понятно, что в процессе холодного пуска все детали кривошипно-шатунного механизма ДВС, топливная аппаратура дизельного мотора и стартер испытывают колоссальные нагрузки. Это является причиной значительного снижения их ресурса. А если начать активно эксплуатировать машину сразу же после того, как она завелась, нагрузка на все комплектующие возрастает многократно. Возникает большой риск «запороть движок». Естественно, прогрев дизельного двигателя зимой не просто желателен – он необходим! А чтобы свести к минимуму риск «смерти» топливной аппаратуры, рекомендуется вообще прогревать дизель зимой, даже если используете зимние и арктические сорта ДТ, и вы уверены в том, что топливо находится в жидком состоянии.
Есть еще один простой, но, тем не менее, веский аргумент в пользу того, почему обязателен прогрев дизельного двигателя с турбиной в мороз. В случае с дизтопливом нужно быть уверенным на 100%, что на ходу топливный фильтр не забьется кристаллами застывающего дизеля, и машина не станет на полпути. К чему вам эти проблемы? Не проще ли прогреть автомобиль на холостом ходу до рабочих значений температуры (ну, или, хотя бы, до 40-50 градусов), убедившись, что все работает как надо? Или, все же, лучше сразу поехать, а через пару минут сломаться на дороге? Думаю, большинство здравомыслящих людей выберет первый вариант.
Сколько нужно прогревать дизельный двигатель зимой?
Сколько нужно прогревать дизельный двигатель? Ну, наверное, столько же, сколько и бензиновый – до оптимальной рабочей температуры, регламентированной автопроизводителем. По времени – сколько потребуется для этого, столько и прогревайте.
Сколько прогревать дизельный двигатель зимой? Аналогично. Другое дело, что в морозы время, необходимое на прогрев, значительно увеличивается. Понятное дело, что все всегда спешат. Поэтому скажем так: минимальная температура, при которой целесообразно начинать эксплуатацию дизельного мотора – это 40-50 градусов Цельсия. Обычно для достижения такой температуры достаточно около 10 минут прогрева.
Вообще, в развитых странах в последние годы очень серьезно относятся к экологии. Поэтому постоянно вводят различные запреты, связанные с эксплуатацией машин с ДВС. Прогревание автомобилей – в том числе. В принципе, и у нас начинают уже запрещать долго прогревать автомобили во дворах жилых массивов.
А куда нам, автолюбителям, деваться? Слушаться и исполнять закон, «гробив» свои машины, или же наперекор законодательству прогревать, загрязняя при этом окружающую среду? Думаю, тут должен каждый решить для себя, как ему поступать. Но вообще, есть решение для выхода из этой ситуации. За наши же деньги, конечно, но – есть.
Предпусковые подогреватели
Понятно, что прогреть двигатель быстро не получится. Мы никак не можем повлиять на внутренние, по сути, процессы. Поэтому, чтобы и закон соблюсти, и двигатель сохранить, придумали так называемые «предпусковые подогреватели». Суть их применения – прогреть двигатель зимой перед запуском. Да и не только двигатель. В случае с дизелем предпусковой подогреватель особенно актуален, т.к. можно предварительно нагреть и смазку, и (самое главное) топливо до рабочей температуры. Поэтому, считаю, для дизельного автомобиля зимой это лучшее решение.
Рабочая температура двигателя зимой – как стартовать правильно?
Наверняка не только владельцы транспортных средств, на которых стоит дизельный мотор, знают, что автомобиль следует прогреть несколько минут перед началом движения, особенно это актуально в холодное время года. Итак, рассмотрим особенности данного процесса. Первыми подвергаются нагреву поршни и только потом уже блок цилиндров. Поэтому температурные расширения этих деталей отличаются, а не разогревшееся до нужной температуры масло имеет густую консистенцию и не поступает в необходимом количестве. Таким образом, если начать газовать на недостаточно прогретом авто, то это негативно скажется на резиновой прокладке, расположенной между вышеуказанными деталями и элементами двигателя.
Однако опасность представляет и чрезмерно длительное прогревание движка, потому как в это время все детали работают, так сказать, на износ. А, следовательно, и их эксплуатационный срок сокращается. Как же правильно осуществить данную процедуру? Сначала необходимо на холостых оборотах довести температуру жидкости до отметки 50 °С и после этого начать движение, но только на пониженной передаче, не превышающей 2500 об/мин. После того как масло нагреется до отметки, когда рабочая температура равна 80 °С, можно и прибавить оборотов двигателя.
Мнение эксперта Руслан Константинов Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.
Если во время движения дизельный двигатель не способен выйти на рабочую температуру, это однозначно один из симптомов неисправности, так как КПД снижен. Из-за падения мощности снижаются динамические характеристики, при этом увеличивается расход топлива. Подобные проблемы могут указывать на несколько неисправностей: • система охлаждения неисправна; • компрессия в цилиндрах низкая. Если дизельная силовая установка не прогрелась до рабочей температуры, то во время движения под нагрузкой дизтопливо не сгорает полностью, в результате образуется нагар, топливные форсунки засоряются, сажевый фильтр быстро выходит из строя, изнашиваются различные элементы дизельного мотора и это далеко не полный список последствий. Например, если забьет форсунки подачи топлива, дизтопливо будет не распыляться, а в лучшем случае заливаться в камеры сгорания, соответственно топливо не может полностью сгореть, на поршнях сначала образуется нагар, а позже из-за перегрева поверхность может попросту прогореть. Если прогорит выпускной клапан, в цилиндре упадет компрессия, давления сжатия будет недостаточно для воспламенения топливной смеси. Соответственно и рабочая температура для такого двигателя будет исключена, запуск будет одинаково
Все эти методы помогут сберечь мотор, если он все-таки работает зимой, а вот как быть, если он отказывается реагировать на ваши действия? Тут тяжело что либо советовать уже по факту проблемы, проще ее не допустить. Это стало возможным благодаря новому изобретению производителей топлива – присадкам, которые помогают составу не парафинзироваться. Кроме возможности добавлять их самостоятельно, вы можете приобретать уже готовую солярку с оптимальными пропорциями этих добавок. В большинстве регионов с низкой зимней температурой она появляется на заправках уже в первые небольшие морозы, называется часто как ДТ-Арктика.
Главная →
Обслуживание и Ремонт → Двигатель →
Достоинства и недостатки дизельного мотора
Теперь же следует сказать пару слов обо всех плюсах и минусах подобных конструкций. Начнем с положительных сторон. Моторы данного типа работают практически на любом горючем, поэтому к качеству последнего не предъявляются какие-либо серьезные требования, более того, с увеличением его массы и содержания атомов углерода повышается и теплотворная способность движка, а, следовательно, и его эффективность. Его КПД иногда переваливает за отметку 50%.
Автомобили с такими моторами более «отзывчивые», а все благодаря высокому значению вращающего момента на низких оборотах. Поэтому такой агрегат приветствуется на моделях спортивных машин, где нельзя не газовать от души. Кстати, именно этот фактор поспособствовал широкому распространению данного типа мотора на большие грузовые авто. Да и количество СО в составе выхлопных газов дизельных моторов значительно ниже, чем у бензиновых, что также является несомненным преимуществом. Кроме того, они намного экономичнее, да и раньше топливо стоило значительно ниже бензина, хотя на сегодняшний день их цены практически сравнялись.
Что же насчет недостатков, так они носят следующий характер. В связи с тем, что во время рабочего процесса возникает огромная механическая напряженность, детали дизельного двигателя должны быть более мощными и качественными, а, значит, и более дорогостоящими. Кроме того, это сказывается и на развиваемой мощности, причем не с самой лучшей стороны. Экологическая сторона вопроса сегодня очень важна, поэтому ради снижения выброса выхлопных газов общество готово платить за более «чистые» моторы и развивают это направление в исследовательских лабораториях.
Еще одним значительным минусом является вероятность застывания топлива в холодное время года, так что если вы живете в регионе, где преобладают довольно низкие температуры, то дизельное авто не самый лучший вариант. Выше было сказано, что к качеству горючего не предъявляются серьезные требования, однако это касается только лишь масляных примесей, а вот с механическими ситуация обстоит намного серьезней. Детали агрегата очень чувствительны к подобным добавкам, кроме того, они быстро выходят из строя, а ремонт довольно сложный и дорогостоящий.
Стандарты рабочей температуры дизельного мотора
У владельцев дизельных автомобилей нередко возникает вопрос, какая должна быть рабочая температура мотора? Дело в том, что на разных машинах рабочий температурный режим может весьма сильно отличаться, потому стоит разобраться в том, от чего это зависит, и как понимать, насколько температура вашего дизельного двигателя соответствует нормам. Конечно, можно обратиться с этим вопросом на СТО, но в таком случае не стоит выбирать первое попавшееся, поскольку нередко сотрудники сервиса, видя неопытного дизелиста, помимо исправления незначительной поломки могут сообщить о том, что расточка блока цилиндров или ремонт всех форсунок имеет здесь огромное значение, для чего реальных оснований вовсе не будет.
Рабочая температура масла в двигателе, какой она бывает
Функциональность смазочных жидкостей
Всем автовладельцам известно, что двигательная система автомобиля напичкана различными деталями и механизмами. Их основания тесно переплетаются между собой, то есть контактируют. Возникшее трение между узлами – путь к чрезмерному износу, а это не есть хорошо. Ко всему этому, на трение расходуется большая часть коэффициента полезного действия, и он трансформируется в теплоту.
Повышенные температуры в системе способствуют расширению металлов, из которых произведены основные детали силового агрегата. Этот аспект приводит к тому, что между поверхностями механизмов начинает сокращаться зазор, который вскоре может совсем исчезнуть. Как результат – заклинит движок. Такая ситуация произойдет, если работа двигателя будет происходить без смазывающего состава.
Моторное масло необходимо для нормального функционирования ДВС, так как выполняет важные функции. Оно позволяет избежать уменьшения зазора между механизмами ДВС, создавая маслянистую пленку на поверхностях узлов, способствует повышению КПД мотора и снижает риск быстрого износа деталей. Кроме этого, масло:
Входящие в состав масла депрессорные присадки позволяют завести мотор автомобиля при низких температурах, тем самым обеспечивая смазочный материал хорошей текучестью.
Как устроена система смазки
Хорошо сконструированные масляные системы создают разную передачу смазывающей смеси. Этот фактор зависит от функциональных возможностей механизмов. К наиболее нужным узлам она подается под определенным давлением, а к ненагруженным механизмам масло поступает естественной течью или посредством разбрызгивания. Подобные смазывающие материалы называются комбинированными составами.
Чтобы создать постоянное давление масла в ДВС, используют маслоподкачивающий насос. Возникающее давление позволяет ему передвигаться от картера движка к системе фильтрации, где оно очищается и переходит к вкладышам, обеспечивая движение коленвала, далее поступает к поршневым кольцам и распределительному цилиндру.
Как итог, масло начинает отводить тепло от поршневых элементов, сгущая зазор между кольцами и цилиндрами двигателя. Оно проникает в это место с помощью форсунок, после чего стремится в обратном направлении, к поддону картера. Цикл повторяется постоянно.
Как меняется температура масла в двигателе
В период движения по магистралям двигателя смазка претерпевает серьезные изменения, так как находится под действием высокой температуры. Металлические поверхности цилиндров способны нагреваться до 300°С. Двигаясь по магистрали, смазка может угорать и испаряться. Чтобы нефтяные пары не воспламенялись, применяют небольшую хитрость, а именно используют те углеводороды, у которых высокая температура воспламенения и они неактивны в стандартных рабочих условиях. Данная особенность определяется параметром, называемой температурой вспышки.
Как же определяется это значение? Чтобы узнать этот параметр, масло устанавливают в тигель. Далее резервуар нагревают до воспламенения. Так определяется температурный показатель. На практике это значение составляет 220 гр. Все-таки этот параметр не является критичным и некоторые производители автомасляной продукции не указывают информацию о температуре возгорания.
Вязкостные особенности смазочных материалов
От вязкости зависит стабильность масляных смесей и их качественные характеристики при работе. Вязкость – важный параметр, так как в рабочем интервале температур она изменяется, от низких значений до высоких режимов.
В соответствии с американским классификатором SAE автомобильные смазки подразделяются на зимние, летние варианты, а также всесезонные разновидности. Важным показателем считается степень вязкости в морозный период года и температура кристаллизации продукта. К примеру, смазка 0W30 свободно запустит мотор автомобиля в минус 40, а 5W30 осуществит то же самое до 35 мороза.
Необходимо знать, что перегрев смазочных смесей опасен. Повышенный нагрев способствует разрушению качественных показателей состава, то есть продукт не сможет обволакивать детали двигателя масляной пленкой, потеряет вязкость и сгорает вместе с горючим. В результате этого появляются нежелательные загрязнения и угар масла. Поэтому следует периодически следить за уровнем технической смеси. На практике возникают ситуации, когда неправильно подобранное по вязкости масло приводит к повышенному расходу, до 1 литра на 200 км пути.
Применять расходную жидкость необходимо в соответствии с вязкостью, рекомендованной производителем. Это значение можно легко найти в сервисной книжке, которая прилагается к любому автотранспорту.
Почему мотор греется?
В пробках, которые стали неотъемлемой частью нашей жизни, температура двигателя достигает 115–125°С.
- Затрудняет работу системы охлаждения двигателя и повсеместное применение кондиционеров, которые своими конденсаторами загромождают проход воздуха к радиатору двигателя. Кроме того, между двумя этими теплообменниками скапливается пыль, пух, листья, что тоже препятствует нормальному охлаждению.
- Много автомобилей с автоматическими коробками передач, которым тоже нужны системы охлаждения. Они повышают температуру подкапотного пространства.
- Каталитические нейтрализаторы стали размещать как можно ближе к двигателю (Kia Rio, Hyundai Solaris). Они тоже подогревают подкапотное пространство.
- Турбонаддув в целом повышает температурный фон мотора. Интеркулеры помогают, но недостаточно. К тому же они сами греют моторный отсек.
Производители борются со слишком высокой рабочей температурой двигателя. Применяют форсунки охлаждения поршней маслом. Устанавливают теплообменники, через которые циркулируют и охлаждающая жидкость, и моторное масло. На начальном этапе прогрева температура антифриза растет быстрее и он нагревает масло. А при больших нагрузках полностью прогретого мотора масло охлаждается от более холодного антифриза. Без такого теплообменника масло охлаждалось бы лишь за счет обдува поддона двигателя, а этого зачастую недостаточно.
Теплообменник между охлаждающей жидкостью и моторным маслом двигателя Renault Duster.
Теплообменник между охлаждающей жидкостью и моторным маслом двигателя Renault Duster.
Главные параметры дизельного мотора
Для того чтобы лучше понять какой должна быть оптимальная температура двигателя на дизельном топливе, следует для начала разобраться в его главных параметрах. Сюда можно отнести тип двигателя (двух- или четырехтактный), число цилиндров и их месторасположение, и крутящий момент. От крутящего момента будет зависеть мощность всего автомобиля в целом.
Сама рабочая температура будет определяться степенью сжатия газо-топливной смеси. Пары топлива, воспламеняясь и взаимодействуя с накаленным воздухом, создают объемное расширение. В результате этого расширения, происходит толчок коленвала поднимающимся поршнем. Весь процесс будет тем интенсивнее, чем выше будет температура (а следовательно и сжатие).
Не стоит забывать, что газо-топливная смесь не должна взрываться, ее горение должно происходить равномерно. Тогда и полезная работа двигателя будет более эффективна. Взрыв и воспламенение может произойти, если степень сжатия окажется слишком большой. Двигатель будет перегреваться, и его детали износятся намного быстрее чем при нормальной работе.
Фазы топливного сгорания
Всего можно выделить 4 основных стадии работы двигателя:
- впрыск топлива в камеру сгорания;
- самовоспламенение и горение;
- образование отработок топлива;
- догорание топлива.
Впрыск происходит под высоким давлением. После того как смесь распылится, смешавшись с воздухом, она воспламеняется и начинает гореть, доводя температуру в камере сгорания до 1700К.
Отработанное топливо после сгорания становится сажей. Именно сажа становится причиной грязного выхлопа. В уже и без того нагретой камере, температура повышается до 2200К. К этому моменту давление начинает потихоньку снижаться.
Для того, чтобы сажа не выходила с выхлопом, она должна догореть. К этому моменту кислород уже по большей части выгорел в результате предыдущих процессов горения. Из 100% возможной энергии, потраченными считаются только 95%. Остальные приходятся на долю не прогоревшего топлива.
Доведя степень сжатия до наивысшего значения, можно слегка понизить топливный расход. При этом отработанный выхлоп будет лежать в температурном диапазоне 600-700 градусов Цельсия.
Температурный режим дизеля — Delphi Россия на DRIVE2
Когда мы разбирались в принципиальных отличиях дизельного двигателя от бензинового, мы вскользь упоминали о тепловом режиме дизельного ДВС. Пришло время познакомиться с вопросом поближе.
Многие водители дизельных автомобилей и безо всякой теории знают, что дизель более холодный. Летом это становится плюсом, зимой может причинить неудобства. В чем же причина таких различий с бензомотором?
Как мы уже упоминали в первой теоретической статье (www.drive2.ru/o/b/483432723818480325/), топливо в дизельном двигателе сгорает более эффективно и с большим тепловым КПД. Ввиду более медленного сгорания дизельного топлива оно продолжает гореть в процессе полезной работы (движения поршня вниз). И несмотря на то, что температура, достигаемая в процессе горения ДТ, значительно выше (по сравнению с бензином), дизельный двигатель использует большую часть этого тепла для увеличения давления и полезной работы. Кроме того, рабочие обороты дизеля ниже бензиновых, что обуславливает меньшее выделение тепла в процессе механического трения. Из-за большей нагрузки (высокая степень сжатия!) детали дизельного двигателя более массивны и поглощают больше тепла — вот вам и третья причина, почему рабочая температура дизельного двигателя ниже.
Таким образом, дизель является более холодным двигателем, менее склонным к перегреву даже летом. Особенностью многих дизелей является «остывание» на холостом ходу. Поэтому необычно высокая температура дизеля — однозначный признак неисправности. Если пришла весна с плюсовой температурой и ваш дизель стал внезапно перегреваться, необходимо разобраться, в чем может быть проблема.
В целом можно выделить три направления, в которых стоит «копать». Первое (и самое очевидное) — неисправность системы охлаждения двигателя. Например, может забиться грязью пространство между радиатором кондиционера и основным радиатором (что часто случается в автомобилях, имеющих подобный «слоеный пирог»). Также могут быть неисправны термостат, водяная помпа или вискомуфта вентилятора охлаждения.
Вторая группа неисправностей сложнее и больнее бьет по кошельку. Речь идет о повышении механического трения, увеличивающего температуру. Причиной может быть низкое давление масла, что, в свою очередь служит причиной ухудшения скольжения и увеличения температуры. Результатом может стать появление механических повреждений трущихся деталей (поршней, зеркал цилиндров, вкладышей коленвала). Начинающийся из-за перегрева и низкого давления масла износ добавляет перегрева уже и без того «горячему» двигателю. Температура и повреждения нарастают подобно снежному кому.
Третья группа причин перегрева дизеля связана с неправильным впрыском. При неисправности форсунки происходит распыление ДТ крупными каплями, которые образуют очаги горения на стенках цилиндра и дне поршня. Локальный перегрев в этих очагах настолько велик, что может вызвать и прогар поршня; при этом, естественно, повышается и общая температура двигателя.
Таким образом, не исключено, что сильное повышение температуры дизельного двигателя свидетельствует о ряде неисправностей, которые могут привести к серьезным последствиям. Поэтому при перегреве дизеля стоит немедленно заняться выявлением проблемы.
Наша страница на DRIVE2:
Удельный расход топлива
Теоретически определенное количество впрыскиваемого топлива служит в качестве исходной величины для конструирования системы впрыска. Характеристика полной нагрузки ограничивается путем ограничения по дымности двигателя в диапазоне более низких оборотов и путем допустимой температуры выхлопных газов или деталей в диапазоне более высоких оборотов. Действительно требуемые количества топлива определяются на двигателе в соответствии с эмпирическими величинами. Системы обычно конструируются в предположении высоты на уровне моря, т.е. величины мощности уменьшаются до этого уровня: если двигатель работает на высоте, превышающей уровень моря, то количество топлива должно быть скорректировано в соответствии с барометрической формулой, известной из физики. Уменьшение плотности воздуха на 7% на каждые 1000 м высоты используется как исходная величина.
Однако, в противоположность удельному расходу топлива, который определяется на теплом двигателе при постоянных условиях проверки, лишь расход топлива в движении обеспечит величины, используемые на практике.
Автомобили, в частности, работают главным образом на коротких расстояниях с частыми запусками холодного двигателя и в диапазоне низких оборотов. Необходимое обогащение на холодном двигателе приведет к явным различиям в расходе топлива.
