Рабочая температура двигателя внутреннего сгорания: Какая рабочая температура двигателя оптимальна

Содержание

Какая рабочая температура двигателя оптимальна

На приборной панели двигателя расположено достаточное количество измерительных приборов, которые, так или иначе, несут всегда самую важную информацию для водителя. Одним из таких приборов является датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя. Рабочая температура двигателя – это нормированная величина, которая должна придерживаться определенных рамок. Постараемся разобраться, как она влияет на работу мотора, какая температура является оптимальной и каковы последствия переохлаждения или перегрева двигателя?

Почему важно знать рабочую температуру двигателя

Все двигатели внутреннего сгорания склонны к перегревам. Это связано с тем, что их работа связана с высоким температурным режимом.

 

Дело в том, что для того, чтобы опустить поршень в нижнюю мертвую точку, нужна очень большая энергия, которая не может происходить без отдачи большого количества теплоты. Как известно металл – это материал, который очень чувствителен к широкому диапазону температурных изменений. При нагревании металла, происходит его расширение, соответственно в двигателе происходит деформация тех участков, в которых соблюдение точных размеров является залогом успешной работы силовой установки.

Для того, чтобы не нарушать работу мотора предусмотрена система охлаждения, цель которой обеспечить наиболее оптимальную рабочую температуру двигателя, при которой не происходит деформация важных частей.

Оптимальная рабочая температура для инжекторного, карбюраторного и дизельного двигателя

Все водители знают, что рабочая температура карбюраторного и инжекторного двигателя составляет порядка 90 градусов Цельсия. Для дизельного мотора эта величина может варьироваться от 80 до 90 градусов Цельсия.

После запуска двигателя и в процессе дальнейшей эксплуатации автомобиля очень важно все время контролировать рабочую температуру двигателя по датчику. Водитель должен знать, что в процессе работы мотора она должна находиться на строго заданном уровне и не иметь отклонений. Любые отклонения от нормы могут рассказать вам о неисправности какой-либо системы (в основном, охлаждения).

Последствия перегрева и переохлаждения ДВС

Для начала постараемся рассказать о том, чем опасен перегрев мотора. Прежде всего, повышение температуры ведет к интенсивному кипению и испарению охлаждающей жидкости. Как только жидкость полностью выйдет из системы, охлаждение прекратится и тогда температура двигателя станет расти намного быстрее. Перегрев двигателя приводит к изменению свойств металла и к его расширению. Детали начинают деформироваться и менять свои нормальные размеры. Все это приводит к их заклиниванию и, в конечном счете, оживить мотор без дорогостоящего ремонта станет невозможным.

 

В настоящий момен все автомобили с бензиновым двигателем имеют опасную температуру двигателя, которая составляет 130 градусов Цельсия. При достижении температуры этой отметки как раз и происходит заклинивание двигателя.

Предельно допустимые температуры ограничиваются свойствами охлаждающей жидкости. Если температура кипения воды составляет 100 градусов, то температура кипения тосола может варьироваться от 108 до 138 градусов Цельсия. Поэтому, есть ряд двигателей, которые допустимо эксплуатировать и при 120 градусах.

К чему приводит перегрев мотора

  • Переохлаждение

Как бы это странно ни звучало, но переохлаждение двигателя тоже может быть. Речь идет об автомобилях, эксплуатируемых в районах крайнего севера, где минусовая погода является повседневностью. Переохлаждение двигателя происходит, в основном,  во время движения автомобиля, когда поток холодного воздуха со стремительной скоростью обдувает радиатор и сам мотор. Прежде всего, очень быстро достигает низкой температуры охлаждающая жидкость, которая со стремительной скоростью остужает мотор даже во время работы при больших нагрузках.

Пониженная температура двигателя может привести к следующим неприятностям:

  • Для карбюраторного двигателя – замерзание системы питания двигателя. В этом случае, жиклер, через который должен поступать воздух очень быстро покрывается льдом, и свечи автомобиля попросту заливает. В этом случае, продолжить движение, пока свечи не высохнут - невозможно. Решают такую проблему установкой специальной гофры на воздушном фильтре, которая набирает поток теплого воздуха возле выпускного коллектора двигателя.
  • Замерзание охлаждающей жидкости. В основном такая проблема касается автомобилей, эксплуатируемых на воде. Дело в том, что при нормальном режиме работы в холодный период, температура падает до таких значений, что термостат закрывает допуск воды к радиатору. Соответственно, при движении вода в радиаторе замерзает и при выходе двигателя на повышенные нагрузки, даже с открытым термостатом, не циркулирует по радиатору, соответственно двигатель начинает перегреваться. Вот так переохлаждение может привести к перегреву. Чтобы этого не допускать, на решетку радиатора подвешивают перегородку из плотной ткани или жалюзи.
  • Переохлаждение может привести к плохой работе системы отопления салона, которая так важна для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека в машине. Так как охлаждающая жидкость остывает, остывает и воздух, попадающий в салон автомобиля, соответственно, управление автомобилем начинает нести определенный дискомфорт.

Вот так рабочая температура двигателя отвечает за многие процессы, протекаемые в различных системах двигателя внутреннего сгорания. Старайтесь как можно чаще уделять этому параметру повышенное внимание, так как от него зависит жизнь вашего мотора. 

Температурное самоубийство: зачем современные моторы обречены на перегрев

Про рабочую температуру

У каждого мотора есть рабочая температура, и только при её достижении он работает правильно. После «прогрева» начинает максимально эффективно работать система управления впрыском, система смазки, система ГРМ и остальные подсистемы мотора.

Какой должна быть рабочая температура? Обычно она находится в узком диапазоне от 75 до 105 градусов почти для всех конструкций моторов. Правда, в последние годы для достижения маркетинговых показателей экономичности и экологичности моторы всё чаще заставляют работать при повышенных температурах от 115 до 130 градусов.

Это хорошо только для маркетологов, которые год от года отчитываются о том, что машины стали ещё немного быстрее и «чище». На ресурсе моторов повышение рабочей температуры сказывается исключительно негативно, ибо 120 или 130 градусов — это слишком много как для резиновых и пластиковых элементов навесного оборудования, так и для состояния поршневой группы.

Эрудированный читатель заметит, что 120-130 градусов — это температура холостых оборотов, а на ходу она обычно снижается до приемлемых 85-90. Что, безусловно, облегчает жизнь двигателю, но до поры до времени.

Конкретнее в проблеме разберёмся чуть ниже, а пока изучим, как охлаждаются современные моторы (спойлер: совсем не так, как ваш первый заднеприводный или переднеприводный ВАЗ).

Как работают современные системы охлаждения?

Они устроены значительно сложнее, чем те, с которыми знакомят на уроках в автошколе. Так, у всех ныне продающихся новых машин используется система охлаждения с несколькими скоростями вращения вентиляторов обдува радиатора или даже несколько вентиляторов с несколькими режимами работы. И управляется система не простыми термовыключателями, а через электронный блок управления, в зависимости от скорости, нагрузки, режима работы климатической установки и многих других факторов.

Почти на всех машинах используется регулируемый термостат, имеющий два диапазона работы за счет нагревательного элемента. На некоторых машинах термостата вообще нет — он заменен на модуль золотниковых клапанов с электронным управлением. На многих премиальных машинах стоит «воздушный термостат» — жалюзи с электроприводом, улучшающие аэродинамику машины на высоких скоростях.

Что касается водяных насосов, то простая помпа с приводом от коленчатого вала пока лидирует по распространенности, но есть конструкции с регулируемым приводом или даже с электроприводом помпы.

Столь важную, и к тому же сложную систему необходимо контролировать. У большинства автомобилей есть контрольная лампа температуры, срабатывающая при перегреве, и

указатель температуры двигателя. Почти все автовладельцы считают достаточным условием отсутствия перегрева нахождение стрелки указателя в допустимой зоне, обычно «зеленой» или «желтой», и отсутствие сигнала аварийной системы о перегреве или нехватке антифриза.

Но система контроля тоже управляется электроникой, и старается «не напрягать» автовладельца «лишней» информацией о работе машины. Так, почти всегда стрелочный индикатор и даже цифровые указатели температуры не отражают истинных показателей.

Стрелка будет показывать те же «примерно 90» и при температуре 85, и при температуре 125. В процессе работы машины стрелка может мертво стоять на месте, хотя мотор при работе в пробках будет прогреваться значительно сильнее, чем при движении по трассе. И лишь при настоящем перегреве, обычно при повышении температур до 130-150 градусов стрелка сдвинется с места, перед самым срабатыванием аварийного индикатора.

Единственным надежным способом контроля остается проверка рабочей температуры с помощью сканеров, через OBD-II интерфейс или иной способ доступа к служебной информации блока управления двигателем.

Что такое «штатный перегрев»

Как вы уже поняли, «штатная» работа системы охлаждения сейчас — понятие весьма условное. Даже при отсутствии мигающих красных индикаторов на приборной панели температура может быть уже далека от оптимальной. Например, бензиновые моторы BMW настроены на работу при температурах 115-125 градусов, а реальная рабочая температура может быть еще выше, причём без всяких ошибок.

Да и у куда более простых Opel и VW моторы вполне штатно прогреваются до 115-120 градусов. От таких температур уже недалеко до «настоящего» перегрева, ведь системы охлаждения постоянно находятся под давлением и работают на пределе. Малейшее изменение параметров или утеря герметичности сразу приведут к более серьезной поломке.

У современных машин случается такая неисправность, как «нормальный перегрев». Это когда система управления не может снизить температуру двигателя до оптимальной для данного режима движения, несмотря на задействование всех возможностей, но при этом температура все же меньше «аварийной», когда сработает аварийный датчик и система охлаждения не выдержит давления.

В некоторых случаях происходит локальное повышение температуры части мотора выше конструктивного максимума. Несмотря на кажущуюся «несерьезность» подобной неисправности, она, тем не менее, быстро разрушает двигатель, а водитель машины может даже не догадываться о причине всех неприятностей.

Большая часть автомобилей с регулируемой системой охлаждения возрастом более трех лет в той или иной степени подвержена подобному дефекту. При этом заметить отклонения в работе двигателя непрофессионалу сложно. Ведь индикатор температуры твердо указывает «норму», а то, что машина едет чуть хуже, что кондиционер хуже холодит, что расход топлива растет и понемногу расходуется масло, большая часть водителей не заметит.

Кстати, визит в сервис тут, скорее всего, не поможет, ведь в логах ошибок, скорее всего, будет пусто. А вот расхождение между желаемой и реальной рабочей температурой тем временем составляет до 30-40 градусов. Подобного рода проблемы просто заложены в конструкции современных европейских авто. Ради уже упомянутых выше показателей экологичности и экономичности на холостом ходу они «обязаны» разогреваться до 120-130 градусов. Это слишком много для работы под нагрузкой, а вот для стояния на месте в пробке — вполне допустимо. Но вот вы трогаетесь с места, да ещё желаете «прохватить». Моментально скинуть температуру до оптимальных «ходовых» 85-90 градусов невозможно, так что мотор какое-то время будет крутиться при весьма опасных температурах.

Как следствие — детонация, повреждения поршней и выкрашивание покрытий гильз цилиндров на «цельноалюминиевых» моторах. А еще пониженное давление масла, а значит задиры и прихваты. Да и температура поршня и поршневых колец под нагрузкой резко растет, а масло коксуется. А с возрастом проблема разрастается, ведь из-за грязных радиаторов, проскальзывания ремней помпы, ухудшения теплопередачи от стенок ГБЦ, старения вентиляторов системы охлаждения и просадок напряжения рабочая температура двигателя постепенно перестает снижаться с «холостых» 130 до «ходовых» 90 даже при длительной работе под нагрузкой.

Таким образом «максимальная рабочая» температура становится просто «рабочей», и аварийный режим работы становится штатным для двигателя, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Особенно плохо приходится машинам, которые много времени проводят в пробках. Их система охлаждения большую часть времени работает в самом высокотемпературном режиме, и моторы такого обычно долго не выдерживают. Через несколько лет машина превращается в инвалида. С двигателем, уверенно расходующим литры масла, с неработающими катализаторами и половиной мощности от штатной. Да и коробкам-«автоматам» достается не меньше, ведь они обычно охлаждаются через теплообменник, а значит, температура масла в них еще выше, чем температура в системе охлаждения двигателя.

Нештатный перегрев и гибель мотора

«Классический» перегрев с клубами пара из-под капота, клинящим двигателем и другими фатальными последствиями хоть и является зачастую кульминацией такого вот «нормального перегрева», но встречается намного реже.

Если вовремя остановить двигатель, то, скорее всего, серьезных проблем получится избежать. В противном случае можно уже начинать выбирать между «контрактным» двигателем, ремонтом остатков старого или покупкой нового. Ведь коробление ГБЦ, нарушение геометрии блока цилиндров и нарушение резьбы болтов ГБЦ, задиры вкладышей и поршней — это лишь малая часть неисправностей, возникающих при сильном перегреве и утере антифриза.

Номинальной причиной подобной беды обычно является утечка жидкости из системы охлаждения. После чего растет температура различных узлов двигателя и температурный градиент между различными его элементами, вызывая поломки «железа».

Истинные же причины обычно кроются в «нормальном перегреве» на протяжении длительного времени, старении материалов системы охлаждения, постепенной деградации возможностей радиатора, поломке помпы или ее привода. К счастью для многих автовладельцев, серьезные неисправности проявляют себя заранее, например, на очередном ТО, или срабатыванием датчиков уровня антифриза перед появлением сильной течи системы охлаждения и срабатывающей лампочкой аварийного перегрева под нагрузкой.

И что же делать?

Если у вас современный автомобиль, пробег которого уже перевалил хотя бы за 50 000, но вы собираетесь проездить на нём ещё долго и счастливо (а может вообще купили бэушный вариант с пробегом 100+), то вам пригодятся советы, как избавить машину от штатного перегрева.

В следующей части статьи мы расскажем про оптимальный режим езды и некоторые конструктивные доработки двигателя, которые помогут избежать перегревов и исключительно положительно скажутся на его ресурсе.

Рабочая температура дизельного двигателя

Поддержание температуры дизельного двигателя в строго заданных рамках является важным параметром для достижения оптимальных эксплуатационных показателей. От конструктивных особенностей и целевого назначения двигателя будет зависеть, какая рабочая температура дизеля будет нормальной для того или иного мотора.

Рабочий температурный режим одного ДВС может заметно отличаться от другого. Что касается дизельного двигателя, его рабочая температура (при условии полностью исправного агрегата, системы охлаждения и других узлов) зависит от ряда условий.

Содержание статьи

Показатель степени сжатия

Дизельный мотор работает по принципу самовоспламенения смеси от контакта распыленной солярки с разогретым от сжатия воздухом. Чем сильнее сжимается (разогревается) в цилиндре воздух, тем интенсивнее происходит вспышка после топливного впрыска, при этом количество подаваемого топлива остается одинаковым.

Зависимость эффективности вспышки от степени сжатия (повышения температуры воздуха) влияет на КПД дизельного двигателя. Получается, моторы с высокой степенью сжатия условно можно считать более «горячими».

Стоит также учитывать, что степень сжатия повышают только до определенных пределов. Топливно-воздушная смесь в цилиндре должна не взрываться от контакта с разогретым воздухом, а равномерно сгорать. Сильное увеличение степени сжатия может привести к бесконтрольному воспламенению топлива, что вызывает детонацию, локальные перегревы и ускоренный износ цилиндропоршневой группы.

Допустимые рабочие температуры дизельных ДВС

Температура дизельного двигателя будет напрямую зависеть от типа мотора. От поддержания рабочего температурного показателя дизельного агрегата зависит процесс смесеобразования и сгорания топливно-воздушной рабочей смеси, а также нормальное функционирование других систем ДВС.

После выхода на рабочую температуру время испарения солярки сокращается до оптимального показателя, уменьшается период задержки самовоспламенения. Топливно-воздушная смесь сгорает равномерно и полноценно, что приводит к увеличению КПД дизеля, меньшему расходу топлива и снижению токсичности выхлопных газов.

По утверждениям специалистов, оптимальным показателем рабочей температуры дизельного мотора считается  температурный режим на отметке от 70 до 90 градусов Цельсия. Допустимым максимумом в процессе работы дизеля под нагрузкой является повышение температуры дизельного двигателя до 97 градусов, но не выше.

Дизель не прогревается до оптимальной температуры

В процессе прогрева исправного дизельного ДВС в режиме холостого хода желательно дождаться нагрева охлаждающей жидкости до температуры около 40-50°С. При сильном минусе за бортом дизель может и вовсе начать прогреваться только в движении. Начинать езду необходимо на пониженной передаче, придерживаясь отметки около 2-2.5 тыс. об/мин.  Когда температура поднимется до 80°С, нагрузку на мотор можно увеличить.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему дизель дымит черным дымом. Из этой статьи вы сможете узнать о причинах дымления дизельного двигателя на различных режимах его работы.

Если дизель не выходит на рабочую температуру в движении, это говорит о том, что произошло снижение его КПД. Падает мощность, автомобиль хуже разгоняется, возрастает расход дизтоплива и т.д. Данные симптомы могут указывать на следующие неполадки:

Работа дизеля, который не прогрелся до рабочей температуры, под серьезной нагрузкой приводит к неполному сгоранию смеси, активному образованию нагара, засорению топливных форсунок, ускоренному износу узлов силового агрегата, выходу из строя сажевого фильтра и т.д.

В качестве примера можно рассмотреть засорение распылителя дизельной форсунки. Качество распыла топлива снижается, форсунка «льет» солярку. Топливо начинает сгорать неравномерно и несвоевременно, догорает на поршне и вызывает его прогар. Также прогорать может и выпускной клапан. Результатом становится падение компрессии, то есть воздух в неисправных цилиндрах не сможет сжиматься до такой температуры, при которой сгорание смеси будет оптимальным. Дизельный ДВС в подобных условиях не выйдет на рабочую температуру, будет испытывать затруднения с запуском «на холодную» и после прогрева.

Читайте также

  • Почему греется дизельный двигатель

    Причины и результаты перегрева дизельного двигателя. Что делать, если дизель греется: диагностика и устранение неисправностей. Важные рекомендации.

Рабочая температура дизельного двигателя – как достичь и контролировать?

Какова рабочая температура дизельных двигателей и какие у них особенности? Эти вопросы, а также многие другие будут рассмотрены ниже.

Особенности дизельного двигателя

Итак, прежде чем затрагивать какие-либо конкретные параметры, следует определиться, что же, вообще, представляет собой дизельный двигатель. История данного типа моторов начинается в далеком 1824 году, когда известный французский физик выдвинул теорию о том, что можно произвести нагрев тела до необходимой температуры путем изменения его объема. Другими словами, осуществив стремительное сжатие.

Однако практическое применение этот принцип нашел спустя несколько десятилетий, и в 1897 году был выпущен первый в мире дизель-мотор, его разработчиком является немецкий инженер Рудольф Дизель. Таким образом, принцип работы подобного двигателя заключается в самовоспламенении распыленного топлива, взаимодействующего с разогретым в процессе сжатия воздухом. Сфера применения такого мотора довольно обширна, начиная со стандартных автомобилей, грузовиков, сельскохозяйственной техники и заканчивая танками и судостроением.

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.

Основные параметры агрегатов на дизеле

Прежде чем отвечать на вопрос, какая рабочая температура у дизельного двигателя, стоит немного уделить внимание и его основным параметрам. К ним относится тип агрегата, в зависимости от количества тактов могут быть четырех- и двухтактные моторы. Также немалое значение имеет количество цилиндров с их расположением и порядком работы. На мощность транспортного средства существенно влияет и крутящий момент.

Теперь же рассмотрим непосредственно влияние степени сжатия газово-топливной смеси, которой, собственно говоря, и определяется рабочая температура в цилиндрах дизельного двигателя. Как уже было сказано вначале, мотор работает за счет воспламенения паров топлива при взаимодействии их с раскаленным воздухом. Таким образом происходит объемное расширение, поршень поднимается и, в свою очередь, толкает коленчатый вал.

Чем большим будет сжатие (температура также повышается), тем интенсивнее происходит выше описываемый процесс, а, следовательно, и повышается значение полезной работы. Количество топлива остается неизменным.

Однако имейте в виду, что для наиболее эффективной работы двигателя топливно-воздушная смесь должна равномерно гореть, а не взрываться. Если же сделать степень сжатия очень большой, это приведет к нежелательному результату – неконтролируемому воспламенению. Кроме того, подобная ситуация не только способствует недостаточно эффективной работе агрегата, но и ведет к перегреву и повышенному износу элементов поршневой группы.

Фазы сгорания топлива и природа выхлопных газов

Как же осуществляется процесс сгорания топливно-воздушной смеси в дизельных моторах и какая при этом температура в камере? Итак, весь процесс работы двигателя можно разделить на четыре основные стадии. На первой происходит впрыскивание горючего в камеру сгорания, происходящее под высоким давлением, что и является началом всего процесса. Затем хорошо распыленная смесь самовоспламеняется (вторая фаза) и горит. Правда, далеко не всегда топливо во всем объеме достаточно хорошо перемешивается с воздухом, есть еще и зоны, имеющие неравномерную структуру, они начинают гореть с некоторым запозданием. На данном этапе вероятно возникновение ударной волны, но она не страшна, так как не приводит к детонации. Температура же, царящая в камере сгорания, достигает 1700 К.

Во время третьей фазы образуются капли из неотработанной смеси, они при повышенных температурах превращаются в сажу. Такой процесс, в свою очередь, приводит к высокой степени загрязнения выхлопных газов. В этот период температура еще более возрастает на целых 500 К и достигает значения 2200 К, при этом всем давление, напротив, постепенно понижается.

На последнем же этапе происходит догорание остатков топливной смеси, чтобы она не выходила в составе выхлопных газов, существенно загрязняя атмосферу и дороги. Для этой стадии характерен недостаток кислорода, это происходит из-за того, что его большая часть уже сгорела на предыдущих фазах. Если подсчитать все количество потраченной энергии, то она будет составлять около 95 %, оставшиеся же 5% теряются в связи с неполным сгоранием горючего.

Регулируя степень сжатия, а точнее, доведя ее до максимально допустимого значения, можно немного снизить расход топлива. В этом случае температура отработанных выхлопных газов дизельного двигателя будет находиться в пределах от 600 до 700 °С. А вот в аналогичных карбюраторных моторах ее значение может достигнуть целых 1100 °С. Поэтому получается, что во втором случае теряется намного больше тепла, а выхлопных газов вроде как больше.

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.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Перегрев двигателя | Основные причины и последствия

Он нечаянно нагрянет, когда его совсем не ждешь… Делимся советами: как не вскипятить мотор и что делать, если уже увидели дым из-под капота.

В процессе работы любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) выделяется большое количество тепла. Чтобы не допустить перегрева, машины оснащают системой охлаждения: она держит рабочую температуру двигателя в оптимальных пределах (обычно от 85 до 105°С). Как и любая другая технически сложная часть, система охлаждения иногда дает сбои, в результате температура растет до критических значений, а это может привести к очень серьезным последствиям.

Чем грозит перегрев двигателя?

Не будем драматизировать: иногда он проходит без больших последствий. Все зависит от степени перегрева, которую можно условно разделить на три части.

Слабый перегрев. Внимательный водитель постоянно контролирует температуру охлаждающей жидкости (ОЖ). «Зависшая» в красной зоне стрелка датчика температуры — хороший повод проверить систему охлаждения, а заодно и двигатель. Ежедневный «подогрев» мотора вреден.

Средний. Пар из-под капота проблема уже серьезнее. Если такое случилось, нужно срочно остановиться, дождаться пока антифриз остынет, долить его (если есть что) и попробовать запустить ДВС. После этого лучше проверить мотор на станции обслуживания, потому что во время «кипения» он мог пострадать.

Сильный. Обычно такое случается, если мотор «закипел» из-за неисправной системы охлаждения о чем не знал водитель. Самые частые последствия перегрева двигателя звучат страшно и стоят дорого: расплавленные поршни, трещины на головке блока цилиндров, провернутые вкладыши, сломанный коленвал.

Не откладывайте визит в сервис, если силовой агрегат вдруг стал работать как прежде и больше не греется. В следующий раз он может «вскипеть» с последствиями.

Наиболее чувствительны к перегреву современные двигатели с турбонаддувом. Также «в зоне риска» тюнингованные моторы. Даже после замены программного обеспечения (а чип-тюнинг по праву относится к самому доступному и популярному варианту увеличения мощности мотора) температурный режим часто меняется и становится нестабильным.

Самые распространенные причины перегрева двигателя

Начнем с прописных истин: автомобиль и мотор в нем — предметы повышенной ответственности. Их надо регулярно обслуживать, не дожидаясь пока однажды машина встанет где-нибудь в пробке.

Низкий уровень антифриза. Банально, но многие открывают капот только зимой, чтобы залить незамерзающую жидкость, хотя следить за уровнем масла и антифриза нужно в любое время года. В системе охлаждения могут образовываться воздушные пробки, если охлаждающая жидкость постоянно на минимуме. Из-за этого мотор находится в постоянной зоне риска.

Некачественный антифриз. Тоже частая причина. Он может быть изначально плохого качества (скажем, вы залили его весной и никаких проблем до летней жары не было) или просто сильно разбавленный. Вторая причина чаще бывает у ленивых водителей, постоянно забывающих купить «охлаждайку», доливая в нее воду. От такой «жижи» в системе охлаждения проку мало и жди беды.

Забитый грязью радиатор. К сведению тех, кто не в курсе: радиаторов в автомобиле несколько. Обычно ближе к решетке установлен радиатор кондиционера, а за ним — основной, системы охлаждения. Доступ к нему затруднен и не всегда удается визуально проконтролировать состояние сот, тем более их очистить. В результате мы ездим с забитыми грязью радиаторами, процессы теплообмена нарушаются и вот вам снова риск перегрева. Популярный метод очистки струей воды под давлением результата практически не дает. Без демонтажа качественно промыть радиатор обычно не получается.

Неисправности элементов системы охлаждения. Каждый элемент выполняет свою задачу. Например, термостат переключает движение ОЖ между контурами: для быстрого прогрева двигателя пускает ее по малому контуру (через двигатель), после выхода температуры на рабочую — по основному (через радиатор). Если термостат заклинило в первом положении, жидкость может не поступать в радиатор и быстро перегреваться. Разумеется, причины перегрева ДВС могут быть и в неработающей помпе (водяном насосе), и в текущем патрубке. Иногда выходит из строя датчик температуры: на указатели вроде бы норма, а на самом деле температура высокая. Выход из строя вентилятора охлаждения радиатора обычно приводит к перегреву на малых скоростях, в дорожных заторах.


Признаки перегрева двигателя

Перегрев можно предупредить! В первую очередь меняются показания температуры ОЖ. Регулярно проверяйте положение стрелки (или цифру, если панель приборов электронная) — так вы сразу поймете, когда температура двигателя начнет повышаться. На некоторых моделях указателя нет — в этом случае при перегреве загорается сигнализатор. Какие еще признаки перегрева можно выделить?

  • Появление пара из-под капота
  • Вибрация, обусловленная кипением антифриза
  • Падение мощности
  • Отказ работы двигателя

Как предотвратить перегрев?

Прежде всего, следить за техническим состоянием транспортного средства и вовремя ездить на ТО. В неавторизованных техцентрах под техническим обслуживанием часто понимают замену моторного масла и фильтров, не уделяя внимания полноценной диагностике. В любом дилерском центре ГК FAVORIT MOTORS каждый автомобиль обязательно проверяют в соответствии с технологическими картами производителя. Специалисты не могут делать это каждый день. Поэтому вам необходимо наблюдать за уровнем ОЖ в бачке и информацией на указателе температуры жидкости. Также любые отклонения в работе двигателя (стуки, сложности с запуском и т. д.) должны стать поводом для беспокойства.

Что делать, если ДВС начал перегреваться?

Среди двух вопросов — как бороться с перегревом двигателя и почему греется двигатель — большая пропасть. Мотор может попадать в «красную зону» по множеству причин и угадать верную из них сразу наверняка не удастся, только если вы не профессиональный мастер и под автомобилем нет лужи. Решать проблемы надо по мере поступления, поэтому сначала не даем двигателю «встать колом», а потом ищем причины.

При первых признаках закипания немедленно останавливаемся на дороге. После этого проверяем уровень охлаждающей жидкости. Капот открываем осторожно — может обдать горячим паром.

Крайне нежелательно пытаться самостоятельно остудить перегретый двигатель. Были случаи, когда автовладельцы из лучших побуждений лили холодную воду прямо на ДВС — в результате головка блока цилиндров (а иногда и сам блок) трескалась, вынуждая заняться капитальным ремонтом. Наберитесь терпения и ждите — мотор остынет сам.

Когда перестанет идти пар и бурление в бачке прекратится (если оно было), нужно оценить ситуацию. Если вы не имеете опыта ремонта автомобиля, скорее всего вряд ли поймете причину перегрева двигателя. Внимательно осмотрите детали подкапотного пространства. Возможно, соскочил один из патрубков системы охлаждения или образовалась трещина в радиаторе: в этом случае под проблемным местом можно увидеть лужу. Но чаще всего никаких внешних признаков распознать не удается. В таком случае нужно долить антифриз (или на крайний случай воду) в расширительный бачок и попробовать продолжить поездку.

Как добраться до места ремонта без риска для двигателя?

Обычно перегрев происходит в жаркую погоду или в пробке. Имеет смысл подождать вечера, чтобы без проблем добраться до места ремонта своим ходом: станет прохладнее и спадет трафик. Есть несколько лайфхаков, которые увеличат ваши шансы доехать до нужной точки без перегрева двигателя.

Включите отопитель на максимум. Ваша задача — максимально отвести тепло из системы охлаждения. Печка заберет лишний жар мотора, но при этом вскипеть рискуете вы сами.

Держите минимальные обороты. Мы имеем в виду минимально возможные для нормального движения. При этом нагрузка на двигатель будет меньше — значит, меньше тепла будет выделяться при работе. На автомобилях с механической коробкой передач можно переходить на повышенную передачу раньше обычного. Машины с автоматом, как правило, имеют ручной режим: переведите в него ручку селектора и управляйте диапазонами вручную.

Есть подозрения? Давайте проверим!

Если состояние радиатора или уровень жидкости в расширительном бачке легко проверить, узнать что-то о термостате, водяном насосе, качестве антифриза обычному водителю никак не удастся. Антифриз обычно служит 5 лет, помпу в зависимости от модели меняют раз в 60 000 – 100 000 км. Более точные сроки можно узнать в ближайшем дилерском центре ГК FAVORIT MOTORS: если у вас есть подозрения, что двигатель перегревается, запишитесь на диагностику прямо сейчас. Помните, что реальный перегрев — это всегда большие расходы, которых на самом деле легко избежать.


Рабочая температура дизельного двигателя - контролируем прогрев

Главная » Дизель » Рабочая температура дизельного двигателя — контроль и прогрев

просмотров 3 983

Здравствуйте дорогие друзья, в наше время современные дизельные двигатели с быстрым прогревом рабочей температуры, все больше и больше завоевывают популярность.

До того как приступить к рассмотрению каких бы то ни было определенных параметров, необходимо иметь представление что вообще такое дизельный мотор. В 1824 году впервые была выдвинута теория, что тело можно разогреть до нужной температуры, если подвергнуть его изменению объема. Иначе говоря – применить стремительное сжатие.

На практике это было применено лишь через несколько десятилетий. Первый дизельный моторный агрегат увидел свет в 1897 году. Он был разработан инженером из Германии Рудольфом Дизелем. Работы такого двигателя основывается на том, что распыленное топливо, взаимодействуя с воздухом (разогретого в результате сжатия) самовоспламеняется. Сегодня дизельные двигатели используются на только в автомобилях, и сельхоз технике, они так же нашли свое место в танковом и судовом строении.

Плюсы и минусы дизельных двигателей

Одним из основных плюсов двигателей такого типа можно считать возможность работы практически с любым топливом. К горючему для дизельных двигателей не предъявляется особых требований. Кроме того, при увеличении массы топлива и содержащихся в нем углеродных атомов, полезная работа такого двигателя возрастает, временами даже достигая КПД в 50%.

На низких оборотах такой двигатель имеет достаточно высокие значения вращающего момента, что делает его более отзывчивым. Такой фактор не мог не остаться без внимания, поэтому большинство грузовых автомобилей оснащаются дизельными моторами. Установка дизельного двигателя на большегрузы обуславливалась так же более экономичными ценами на топливо. Сегодня цены на дизельное топливо и бензин лишь незначительно отличаются, экономия лишь в расходе топлива.

К недостаткам таких моторов относится в первую очередь очень большая механическая напряженность. Из-за этого все запчасти на дизель должны обладать повышенным качеством и мощностными характеристиками, что естественно будет влиять на их стоимость. Кроме того, с экологической точки зрения, выхлоп от мотора такого типа больше чем у бензинового.

Но пожалуй самым значительным минусом для российского потребителя можно считать возможность промерзания и застывания дизельного топлива при минусовых температурах. Кроме того, в отличии от масляных примесей (к которым как указано выше не предъявляется особых критериев), к механическим примесям должно уделяться достаточно пристальное внимание. Детали дизельного движка крайне чувствительны в таким примесям. В случае их поломки ремонт будет довольно сложен, и обойдется в чувствительную для владельца сумму.

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.

Рабочая температура дизельного двигателя в холодное время года – правильный старт

Любой двигатель до того как автомобиль начнет движения нуждается в прогреве, независимо от времен года. Но при минусовых температурах эта процедура становится не просто рекомендуемой, а необходимой.

Особенностью прогрева двигателя является то, что в первую очередь нагреваться начинают поршни, вслед за этим происходит увеличение температуры в блоке цилиндров. Такая вынужденная очередность прогрева объясняет разность температурных расширений деталей. Что в свою очередь способствует недостаточному поступления масла, так как оно просто не успевает нагреться и приобрести нужную консистенцию. В результате страдают резиновые прокладки между деталями.

Негативно на работе двигателя может сказаться не только недостаточное время прогрева, но и чрезмерное прогревание. Срок износостойкости деталей в таком случае становится значительно меньше. Чтобы такого не случилось, необходимо следить за температурой прогрева. Начинать движение можно только после того, как на холостых оборотах жидкость прогреется до 50 градусов Цельсия. При этом передача с которой начнется движение должны быть пониженной (до 2500 об/мин). Повышать передачу можно спустя некоторое время, после прогрева двигателя до 80 градусов.

Такие правила зимнего запуска в минусовые температуры дизельного двигателя помогут уберечь его от поломки и ремонта. В данном случае проще предотвратить проблему чем искать ее решения по факту возникновения.

Для облегчения зимнего запуска, существуют всевозможные присадки и так называемое «зимнее» дизельное топливо, которые поступают в продажу с началом первых морозов.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья? Загрузка...

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • Образование
  • Исследование
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Низкотемпературное сгорание

Низкотемпературное сгорание

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Термин низкотемпературное горение (LTC) охватывает ряд передовых стратегий горения, включая воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) или воспламенение от сжатия с предварительно смешанным зарядом (PCCI). Сжигание LTC может приводить к очень низким выбросам NOx и PM, но часто приводит к увеличению CO и HC. Производительность и выбросы двигателей, использующих стратегии LTC, зависят от свойств топлива.

Введение

С момента введения стандартов выбросов дизельных двигателей, которые вынудили внедрение систем нейтрализации NOx и твердых частиц дизельного топлива, процесс сгорания дизельного топлива был значительным. В передовых стратегиях сгорания была предпринята попытка найти подход к цилиндрам, чтобы полностью соответствовать этим стандартам выбросов и, таким образом, избежать необходимости использовать доочистку, или, по крайней мере, снизить требования к производительности, требуемые от систем дополнительной обработки, и, таким образом, снизить их стоимость и сложность.Хотя основное внимание при разработке систем сжигания было направлено на снижение выбросов NOx, существует также значительный интерес к снижению выбросов ТЧ.

Многие из этих передовых систем сгорания несут в себе многочисленные ручки, такие как воспламенение от сжатия однородного заряда (HCCI) и зажигание от сжатия с предварительным смешанным зарядом (PCCI), которые могут или могут не отражать точно процесс сгорания.

HCCI была одной из первых концепций сжигания дизельного топлива, которая отличалась от обычного процесса дизельного топлива, чтобы привлечь внимание.Как следует из названия, цель ранней работы HCCI заключалась в достижении максимально однородной смеси воздуха и топлива перед зажиганием - почти так же, как в обычном двигателе с искровым зажиганием. Это может быть достигнуто путем впрыска топлива во впускной канал или непосредственно в цилиндр и обеспечения достаточного времени между впрыском и зажиганием, чтобы обеспечить полное смешивание воздуха и топлива. Затем заряд самовоспламеняется, поскольку он нагревается сжатыми газами - искры или другие средства принудительного зажигания не используются.

Для решения многих проблем, таких как ограниченный диапазон нагрузок, управляемость и детонация, связанные с HCCI, на основе этого подхода с однородным зарядом развился ряд других концепций, и во многих случаях была введена стратификация заряда. Поскольку термин HCCI больше не может точно описывать многие из этих систем, термин низкотемпературное горение (LTC) может использоваться как общий термин для обозначения этих и других передовых концепций горения, потому что общая цель состоит в том, чтобы снизить температуры горения, чтобы выгодно изменить химия образования NOx и / или сажи.

В литературе термин HCCI не используется единообразно. В некоторых случаях его использование действительно относится к системам сгорания, которые действительно основаны на относительно однородной смеси воздуха и топлива. В других случаях термин HCCI относится к системам сгорания, которые совсем не однородны - они фактически довольно неоднородны. В этом обсуждении термин «LTC» будет использоваться при общем упоминании этих концепций сжигания, а использование термина «HCCI» будет ограничиваться только теми подходами, которые основаны на относительно однородной смеси воздуха и топлива.

Сжигание дизельного топлива HCCI с использованием фумигации дизельного топлива во впускном отверстии было впервые описано в 1958 г. [1661] . Дальнейшая работа в конце 1970-х годов [1751] [1752] сообщила о стабильном самовоспламенении в двухтактном бензиновом двигателе с портовой подачей топлива, которое было приписано присутствию активных радикалов. Хотя во многих из этих ранних публикаций основное внимание уделялось легкому топливу (бензину) в двухтактных двигателях, в более поздних работах описывался тот же тип сгорания с дизельным топливом в четырехтактных двигателях [1717] [1737] .Эти и некоторые из различных подходов, которые возникли на их основе, перечислены в Таблице 1 [1741] .

Таблица 1
Избранные концепции LTC из ранних экспериментов HCCI
Сокращение Значение Ссылка Местоположение
ATAC Активное горение в термо-атмосфере [1751] Nippon Clean Engine Research Institute
TS Toyota-Soken сгорания [1752] Toyota / Soken
CIHC Гомогенный заряд с воспламенением от сжатия [1717] Университет Висконсин-Мэдисон
HCCI Воспламенение от сжатия гомогенного заряда [1737] SwRI
AR, ARC Активное радикальное горение [1753] Honda
NADI Узкий угол прямого впрыска [1678] Institut Français Du Pétrole (IFP)
MK, M-fi re Модулированная кинетика [1707] Nissan
PREDIC Предварительно смешанное сгорание дизельного топлива [692] Новый ACE
MULDIC Многоступенчатое дизельное сгорание [1689] Новый ACE
HiMICS Интеллектуальная система многократного впрыска с однородным зарядом [1761] [1762] Hino
UNIBUS Единая система сгорания для громоздкого сгорания [1755] Toyota
PCI Горение с предварительным смешиванием и воспламенением от сжатия [1697] Mitsubishi

Ранняя работа с HCCI показала, что выбросы NOx и PM при выходе из двигателя могут быть снижены примерно до 1-10% от технологии дизельных двигателей, доступных в то время.Это повысило вероятность того, что необходимость в устройствах последующей обработки для соответствия регулируемым пределам выбросов может быть устранена или упрощена.

Одной из характеристик HCCI и многих других концепций LTC, которые возникли на его основе, является то, что либо все, либо значительное количество топлива предварительно смешивается с воздухом перед воспламенением. Скорость горения и время воспламенения таких предварительно смешанных концепций LTC контролируются химической кинетикой смеси. Это значительно усложняет управление процессом сгорания, а также делает его чувствительным к свойствам топлива и условиям в цилиндрах.Некоторые концепции предварительно смешанных LTC выигрывают от топлива с низким цетановым числом с характеристиками летучести, сопоставимыми с бензином.

Следует отметить, что предварительное смешивание воздуха и топлива также может быть важным фактором при «обычном» сжигании дизельного топлива. В то время как начальная стадия обычного сжигания дизельного топлива обычно представляет собой предварительное смешивание, сгорание большей части топлива происходит после этого предварительно смешанного сжигания со скоростью, в основном определяемой скоростью смешивания воздуха и несгоревшего / частично сгоревшего топлива.Таким образом, обычный процесс сгорания дизельного топлива часто называют сгоранием с контролируемым перемешиванием. Эта характеристика управления смешиванием значительно упрощает управление процессом выделения тепла.

Хотя большая часть работы с LTC была сосредоточена на концепциях предварительно смешанных LTC, было продемонстрировано, что сгорание дизельного топлива с контролируемым смешиванием также может быть использовано для производства выбросов NOx в диапазоне 0,2 г / кВт · ч, что сравнимо с теми, которые достигаются с некоторыми концепциями предварительно смешанных LTC [1676] [1675] [1738] [1637] .Такие подходы с контролируемым смешиванием можно рассматривать как следующий шаг в развитии традиционного дизельного сгорания, выходящий за рамки подходов, используемых, например, для соответствия стандартам EPA 2004 и 2007 по выбросам тяжелых дизельных двигателей на дорогах. Однако им требуется современное «нетрадиционное» оборудование для управления выбросами ТЧ. Эти двигатели требуют таких функций, как системы впрыска топлива, которые обеспечивают высокое давление впрыска (до 3000 бар в некоторых прототипах), и системы управления воздухом, обеспечивающие уровни давления наддува, которые требуют многоступенчатых турбонагнетателей.Такие подходы можно назвать концепциями LTC с управляемым микшированием. В отличие от подходов LTC с предварительным смешиванием, было показано, что LTC с управляемым смешиванием может работать во всем диапазоне скоростей и нагрузок двигателя [1676] .

###

Управление температурой двигателей внутреннего сгорания

Функциональность системы терморегулирования

Система управления температурным режимом оптимизирует баланс тепла и холода в автомобиле.Тепло вырабатывается двигателем внутреннего сгорания в обычных транспортных средствах или компонентами электромобиля (аккумулятор, двигатель, силовая электроника). Это тепло поглощается источником тепла хладагентом, циркулирующим в охлаждающем контуре, и рассеивается на радиаторе. Аналогичным образом холод, производимый компрессором кондиционера, направляется на компоненты, требующие охлаждения. Насосы и клапаны охлаждающей жидкости регулируются вышестоящим блоком управления для обеспечения циркуляции холодной или теплой охлаждающей жидкости в зависимости от потребности в любых условиях эксплуатации.

Вентилятор охлаждения двигателя, сочетающий максимальную эффективность с минимально возможным уровнем шума, может использоваться для обеспечения потока воздуха через теплообменник в случае недостаточной скорости движения и, таким образом, значительного увеличения количества тепла, рассеиваемого в окружающий воздух. Вентилятор кондиционера повышает комфорт в пассажирском салоне, работает с приятным уровнем шума и отличается низким энергопотреблением.

В электромобилях требования к тепловой системе повышаются еще больше, поскольку от двигателя внутреннего сгорания не поступает отработанное тепло.Для достижения максимально возможного радиуса действия имеющаяся тепловая энергия должна использоваться как можно более эффективно. Это достигается, например, за счет использования тепла электродвигателя, аккумулятора или силовой электроники для обогрева салона автомобиля. Кроме того, контур охлаждения электромобилей также должен быть подготовлен к экстремальным ситуациям, таким как быстрая зарядка аккумулятора, и должен быть рассчитан на значительно более длительный срок службы (из-за зарядки аккумулятора и предварительного нагрева / предварительного охлаждения салона).

Индивидуальные решения и обширные ноу-хау

В зависимости от желаемой функциональности Bosch разрабатывает различные индивидуальные решения для систем и компонентов на основе проверенного конструктивного комплекта для насосов, клапанов, двигателей вентиляторов и модулей вентиляторов. Bosch обладает глубокими знаниями общей тепловой системы автомобилей, а также обширным опытом во всех областях применения. В сочетании с ноу-хау в области аэродинамики, акустики, электромеханики и электроники Bosch разрабатывает решения, которые точно адаптируют мощность системы охлаждения в каждой ситуации к требованиям к охлаждению конкретного типа привода.

8 способов добиться эффективного сгорания в судовых двигателях

Судовое топливо, используемое на судах, считается самым низким с точки зрения качества. Массивные двигатели кораблей ежедневно потребляют тысячи литров топлива. Из-за такой огромной потребности в топливе суда вынуждены использовать низкосортный мазут, который сравнительно намного дешевле.

Стоимость топлива - один из важнейших факторов, который судоходные компании учитывают при прогнозировании прибыли.Для достижения максимальной прибыли и сокращения загрязнения с судов чрезвычайно важно, чтобы двигательные двигатели эффективно сжигали мазут. На рынке появилось несколько технологий, помогающих снизить расход мазута судовыми двигателями до 163 г / кВт · ч, наряду с сокращением выбросов углерода.

В этой статье мы обсудили около восьми важных аспектов сжигания судового топлива, которые необходимы для достижения эффективного сжигания мазута и снижения расхода топлива и загрязнения выхлопного пространства.Управление каждым из этих компонентов - верный путь к эффективному сгоранию мазута.

1) Обработка топлива: Первый шаг к эффективному сгоранию топлива начинается вне судовых двигателей. Обработка мазута, которая включает удаление примесей, таких как отложения и вода, в отстойнике и центрифугах, чрезвычайно важна.

Это гарантирует, что топливо будет легко разрушаться внутри камеры сгорания, не повреждая детали впрыска, такие как насосы и форсунки.

2) Правильная температура топлива: Вязкость мазута также играет чрезвычайно важную роль в процессе сгорания. Температура жидкого топлива контролирует вязкость, требуемую во время впрыска (приблизительно от 10 до 15 сСт), и обеспечивает надлежащее распыление и проникновение. Правильная температура также необходима для снижения выбросов NOX и SOX, выходящих из двигателя.

3) Правильное соотношение воздух-топливо: Горение не может происходить без присутствия воздуха или кислорода.В судовых двигателях в двигатель должен подаваться избыточный воздух, поскольку время процесса сгорания меньше, а для низкосортного топлива требуется больше воздуха для образования меньшего количества выхлопного дыма. Кислорода должно быть достаточно для сжигания не только водорода и кислорода в мазуте, но и других горючих веществ, таких как сера.

4) Правильная синхронизация впрыска: Правильная установка времени впрыска топлива приводит к выработке высокой мощности без ударной нагрузки на компоненты двигателя. Правильная синхронизация впрыска также уменьшает дымность выхлопных газов, вызванную поздним впрыском внутри цилиндра.Топливные насосы и инжекторную систему необходимо обслуживать по мере необходимости, наряду с другими факторами, обсуждаемыми в этой статье.

5) Распыление: Распыление - это процесс разрушения частиц жидкого топлива водорода и углерода на очень мелкие капли, которые легче сжечь внутри камеры сгорания.

Это достигается за счет поддержания правильной вязкости, давления и компонентов впрыска двигателя. Идеальное распыление - один из важнейших факторов эффективного сгорания.

6) Проникновение: Проникновение - это расстояние, которое проходит топливная частица внутри камеры сгорания непосредственно перед горением. Распыление и проникновение противоположны друг другу, поэтому для правильного проникновения топлива требуется правильная топливная форсунка и система впрыска. Если проникновение меньше, то топливо будет гореть ближе к наконечнику форсунки и повредить его, тогда как если проникновение больше, топливо ударится по головке поршня и загрязнит его.

7) Смешивание воздуха и топлива: Сгорание можно сделать более эффективным, если воздух и топливо правильно смешиваются друг с другом во время горения.

Это может быть достигнуто путем подачи воздуха в цилиндр через угловое отверстие в гильзе для создания вихревого движения для лучшего перемешивания.

8) Температура сжатия: Судовые двигатели - это двигатели с воспламенением от сжатия, в которых тепло для сгорания обеспечивается за счет высокого давления сжатия от поршней для создания более высокой температуры внутри цилиндра. Если компоненты цилиндра, такие как поршень, поршневое кольцо или гильза, изношены или негерметичны, номинальное давление сжатия не будет достигнуто и сгорание не будет эффективным.Следовательно, необходимо, чтобы все части обслуживались должным образом и при необходимости заменялись.

Мощность, вырабатываемая двигателем, напрямую зависит от того, как топливо сжигается внутри двигателя. Для лучшего понимания этого процесса и для наблюдения за полным процессом сгорания внутри цилиндра необходимо регулярно снимать индикаторную карту.

Знаете ли вы какой-либо другой важный момент для достижения идеального сгорания жидкого топлива в судовых двигателях?

Кредиты изображений:

wartsila, machineryspaces, lorange

li {float: left; width: 48%; min-width: 200px; list-style: none; margin: 0 3% 3% 0 ;; padding: 0; overflow: hidden;} # marin-grid-81401> li .last {margin-right: 0;} # marin-grid-81401> li.last + li {clear: both;}]]>

Теги: судовые дизельные двигатели Судовые двигатели

Реактивные двигатели

Базовый обзор


На изображении выше показано, как реактивный двигатель будет расположен в современном военный самолет. В базовом реактивном двигателе воздух поступает в передний воздухозаборник и сжат (посмотрим, как позже). Затем воздух нагнетается в камеры сгорания, в которые впрыскивается топливо, и воздушная смесь и топливо воспламеняется.Образующиеся газы быстро расширяются и истощаются через заднюю часть камер сгорания. Эти газы обладают одинаковой силой во всех направлениях, обеспечивая толчок вперед, когда они уходят назад. В виде газы выходят из двигателя, проходят через веерный набор лопаток (турбина), которая вращает вал, называемый валом турбины. Этот вал в повернуть, вращает компрессор, обеспечивая приток свежего воздуха через впуск. Ниже представлена ​​анимация изолированного реактивного двигателя, который иллюстрирует процесс притока, сжатия, сгорания, истечения воздуха. и только что описанное вращение вала.

г. процесс можно описать следующей схемой, взятой с сайта Rolls Royce, популярного производителя реактивных двигателей.


Этот процесс является сутью того, как работают реактивные двигатели, но как именно что-то вроде сжатия (сдавливания) происходит? Чтобы узнать больше о каждом О четырех шагах создания тяги реактивным двигателем см. ниже.

SUCK

Двигатель всасывает большой объем воздуха через вентилятор и компрессор этапы.Типичный коммерческий реактивный двигатель потребляет 1,2 тонны воздуха в секунду. во время взлета - другими словами, он может выпустить воздух на корте для сквоша в меньше секунды. Механизм при котором реактивный двигатель всасывает воздух, в значительной степени является частью сжатия этап. Во многих двигателях компрессор отвечает как за всасывание воздуха, так и за его сжатие. Некоторые двигатели имеют дополнительный вентилятор, который не является частью компрессора для втягивания дополнительного воздуха в систему. Вентилятор - это крайний левый компонент двигатель, показанный выше.


SQUEEZE

Помимо всасывания воздуха в двигатель, компрессор также создает давление в воздух и подает его в камеру сгорания. Компрессор показан на изображении выше слева от огонь в камере сгорания и справа от вентилятора. Компрессионные вентиляторы приводятся в действие турбина валом (турбина, в свою очередь, приводится в движение воздухом, оставив двигатель). Компрессоры могут достигать чрезмерных степеней сжатия 40: 1, что означает, что давление воздуха в конце компрессор более чем в 40 раз превышает объем воздуха, поступающего в компрессор.На полную мощность лопасти типового коммерческий струйный компрессор вращается со скоростью 1000 миль в час (1600 км / ч) и принимает 2600 фунтов (1200 кг) воздуха в секунду.

Сейчас мы обсудим, как компрессор на самом деле сжимает воздух.


Как видно на изображении выше, зеленые вееры, составляющие компрессор постепенно становится все меньше и меньше, как и полость через который воздух должен путешествовать. Воздух должен продолжать движение вправо, к камерам сгорания двигатель, так как вентиляторы вращаются и выталкивают воздух в этом направлении.Результат - заданное количество воздуха. переходя от большего пространства к меньшему, и таким образом увеличивая давление.


BANG

В камере сгорания топливо смешивается с воздухом, чтобы произвести взрыв, который отвечает за расширение, которое заставляет воздух попадать в турбину. В типичном коммерческом реактивном двигателе топливо горит при сгорании. камера при температуре до 2000 градусов Цельсия. Температура, при которой металлы в эта часть двигателя начинает плавиться - 1300 градусов по Цельсию, поэтому продвинутая необходимо использовать методы охлаждения.

Горение камера имеет сложную задачу сжигания большого количества топлива, подается через форсунки для распыления топлива с большим объемом воздуха, подаваемый компрессором, и выделяя образовавшееся тепло таким образом что воздух расширяется и ускоряется, давая плавный поток равномерно нагретый газ. Эта задача должна быть выполнена с минимальными потерями. по давлению и с максимальным тепловыделением в ограниченном пространстве имеется в наличии.

Количество топлива добавление в воздух будет зависеть от требуемого повышения температуры.Тем не мение, максимальная температура ограничена определенным диапазоном, определяемым материалы, из которых изготовлены лопатки и сопла турбин. В воздухе есть уже был нагрет до температуры от 200 до 550 C в результате работы, выполненной в компрессор, требующий повышения температуры примерно от 650 до 1150 C от процесса сгорания. Поскольку температура газа определяет тягу двигателя, камера сгорания должна быть способна поддержание стабильного и эффективного сгорания в широком диапазоне двигателей условия эксплуатации.

Воздух, принесенный вентилятор, который не проходит через ядро ​​двигателя и, следовательно, не используется для сжигания, что составляет около 60 процентов от общего поток воздуха, постепенно вводится в жаровую трубу, чтобы снизить температура внутри камеры сгорания и охладите стенки жаровой трубы.


УДАР

Вынужденная реакция расширенного газа - смеси топлива и воздуха. через турбину, приводит в движение вентилятор и компрессор и выдувает из выхлопное сопло, обеспечивающее тягу.

Таким образом, турбина должна обеспечивать мощность для привода компрессор и аксессуары. Это делает это за счет извлечения энергии из горячих газов, выделяемых из системы сгорания и расширения их до более низкого давления и температуры. Непрерывный поток газа, к которому турбина может попасть в турбину при температуре от 850 до 1700 ° C, что снова намного выше точки плавления нынешнего технология материалов.

Для производства крутящего момента, турбина может состоять из нескольких ступеней, каждая из которых использует один ряд подвижных лопастей и один ряд неподвижных направляющих лопаток для направления воздух по желанию на лезвия.Количество ступеней зависит от соотношение между мощностью, требуемой от газового потока, вращательной скорость, с которой она должна производиться, и допустимый диаметр турбины.

Желание для обеспечения высокого КПД двигателя требуется высокая температура на входе в турбину, но это вызывает проблемы, поскольку лопатки турбины должны будут работать и выдерживают длительные периоды эксплуатации при температурах выше их плавления точка. Эти лезвия, хотя и раскаленные докрасна, должны быть достаточно прочными, чтобы нести центробежные нагрузки из-за вращения с высокой скоростью.

Для работы в этих условиях холодный воздух вытесняется из множества мелких отверстия в лезвии. Этот воздух остается рядом с лезвием, предотвращая его плавится, но не сильно ухудшает общий спектакль. Никелевые сплавы используются для изготовления лопаток турбин и направляющие лопатки сопла, поскольку эти материалы демонстрируют хорошие свойства при высокие температуры

Низкотемпературное сгорание обеспечивает более чистые и эффективные двигатели

Используя новые методы оптической диагностики, исследователь горения из Sandia National Laboratories Марк Мускулус и его коллеги определили источники основных загрязнителей от двигателей LTC.Понимание того, как LTC работает как метод сгорания, может привести к более широкому использованию более чистых дизельных двигателей. Предоставлено: Дино Вурнас, Национальные лаборатории Сандиа.

По мере роста спроса на более экономичные автомобили знания о дизельных двигателях, накопленные за несколько лет, и новая стратегия, известная как «низкотемпературное сгорание» (LTC), могут вскоре привести производителей автомобилей и потребителей к более широкому использованию более чистых дизельных двигателей в Соединенные Штаты.

Журнал Progress in Energy and Combustion Science опубликовал резюме недавних исследований по дизельному топливу LTC в обзорной статье под названием «Концептуальные модели для низкотемпературного сгорания дизельного топлива с частичным предварительным смешиванием».«Статья, подготовленная исследователями из Sandia National Laboratories, предоставляет то, что, по мнению авторов, является необходимой научной базой для производителей автомобилей и двигателей, чтобы создать следующее поколение более чистых и более экономичных двигателей с использованием LTC.

«Дизельные двигатели обычно более эффективны, чем бензиновые, - сказал исследователь сгорания Марк Мускулус, ведущий автор статьи вместе с исследователями Sandia Полом Майлзом и Лайлом Пикеттом. «Когда водители дальнобойных грузовиков сжигают тысячи галлонов в год для перевозки грузов по пересеченной местности или когда потребители сталкиваются с высокими ценами на топливо, более эффективный двигатель становится очень важным.«Повышенная эффективность также приводит к снижению выбросов углекислого газа (CO2), которые являются основной движущей силой глобального изменения климата.

Хотя дизельные двигатели более эффективны, они по-прежнему имеют серьезные проблемы с выбросами загрязняющих веществ.

Бензиновые двигатели стали еще чище за счет установки между двигателем и выхлопной трубой все более совершенных каталитических нейтрализаторов для очистки от загрязняющих веществ, создаваемых двигателем.

Но тот же катализатор, который так хорошо работает с бензиновыми двигателями, не будет работать с дизельными двигателями.В современных дизельных двигателях используются и другие, более сложные системы нейтрализации выхлопных газов, но конструкторы и операторы двигателей хотели бы избежать снижения стоимости и эффективности, налагаемого этими системами.

«Было бы здорово найти другой способ очистить дизельный двигатель, если мы хотим в полной мере использовать его преимущества в эффективности», - объяснил Мускулус, - «и LTC может быть просто решением».

Низкотемпературное горение снижает выбросы NOx и дыма

Во многом благодаря знаменательной работе в 1980-х и 1990-х годах в Исследовательском центре по сжиганию топлива (CRF) Sandia в Калифорнии, исследователи уже понимают, как загрязняющие вещества образуются при сжигании обычного дизельного топлива.Детали того, как работает обычное сгорание дизельного топлива - исследования, в которых использовались преимущества специальных оптических двигателей и диагностики с помощью лазеров и научных камер для исследования процессов сгорания - были объединены в концептуальную модель, на которую многие ссылаются, разработанную Джоном Деком из Sandia в 1997 году.

Лазерная диагностика показала, что одно загрязняющее вещество, дымные твердые частицы или ТЧ, образовалось в регионах, где концентрация топлива была слишком высокой. Другой серьезный загрязнитель, оксиды азота или NOx, возник в результате высокотемпературного пламени внутри двигателя.Выбросы NOx не только токсичны, но, попав в атмосферу и подвергаясь воздействию солнечного света, они вступают в реакцию с другими загрязнителями, создавая приземный озон или смог.

LTC устраняет выбросы NOx путем рециркуляции некоторых выхлопных газов, выбрасываемых дизельным двигателем, обратно внутрь двигателя, где они поглощают тепло от сгорания. Благодаря этому эффекту разбавления температуры сгорания ниже, поэтому образование NOx значительно снижается. Другая часть стратегии LTC, по словам Мускулуса, заключается в том, чтобы распылять топливо на более раннем этапе цикла двигателя, чтобы дать топливу больше времени для смешивания с воздухом, прежде чем оно сгорит.Таким образом, LTC избегает многих богатых топливом областей, которые приводят к PM, а также высоких температур, которые приводят к NOx.

Прорывное измерение определяет источники других загрязняющих веществ

Хотя LTC помогает снизить загрязнение PM и NOx, у него есть свои проблемы. В то время как NOx и PM снижаются, повышаются другие загрязнители, включая оксид углерода (CO) и несгоревшие углеводороды (UHC) из топлива. Оба они не только токсичны, но и приводят к снижению топливной эффективности.

Исследовательская группа CRF определила источники этих выбросов от двигателей LTC, используя новые методы оптической диагностики. В революционном измерении исследователи использовали двухфотонную лазерно-индуцированную флуоресценцию для картирования CO в цилиндрах - сложное измерение, которое никогда не было достигнуто внутри дизельного двигателя.

Обнаружение UHC также проблематично, потому что множество различных химических веществ составляют общую UHC, и их состав изменяется во время горения. Таким образом, вместо прямого обнаружения UHC, исследователи использовали индуцированную лазером флуоресценцию других маркеров горения, таких как формальдегид и гидроксил, чтобы наблюдать и понимать химические процессы, которые приводят к UHC.Комбинированные измерения показали, что топливо, которое оказалось рядом с топливной форсункой, было "чрезмерно смешанным" - было слишком много воздуха и недостаточно топлива, поэтому топливо не могло сгореть полностью, что приводило к CO и UHC в выхлопе .

С этим новым пониманием выбросов UHC и CO, исследователь Musculus и Sandia, получивший докторскую степень, Жаклин О'Коннор искала способ увеличить концентрацию топлива в этой области. Один из способов, как они обнаружили, заключается в добавлении дополнительных впрысков, которые представляют собой меньшие брызги топлива после основного распыления, которые добавляют больше топлива только в нужной области.При последующем впрыске зона полного сгорания расширяется на большую территорию, что приводит к снижению выбросов UHC и CO при одновременном повышении эффективности за счет уменьшения расхода топлива, даже если его не сжигают.

Musculus и его коллеги в своей последней исследовательской работе надеются сообщить подробности того, как работает LTC, более широкому сообществу исследователей двигателей. «Это тот вид научных исследований и данных, которые конструкторы двигателей, которые помогают направлять наши исследования, говорят нам, что они нужны им для создания таких экономичных дизельных двигателей, которые захотят потребители», - сказал он.


Бензиновые двигатели Delphi не уступают гибридным технологиям
Предоставлено Сандийские национальные лаборатории

Ссылка : Низкотемпературное сгорание обеспечивает более чистые и эффективные двигатели (13 августа 2013 г.) получено 9 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2013-08-low-temperature-горение-позволяет-чище-эффективный.html

Этот документ защищен авторским правом.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *