Дизельный двигатель: устройство и схема работы

Дизельный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Рудольфом Дизелем в 1897 году. Устройство дизельного двигателя тех лет позволяло использовать в качестве топлива нефть, рапсовое масло, и твердые виды горючих веществ. Например, каменноугольную пыль.

Принцип работы дизельного двигателя современности не изменился. Однако моторы стали более технологичными и требовательными к качеству топлива. Сегодня в дизелях используется только высококачественное ДТ.

Моторы дизельного типа отличаются топливной экономичностью и хорошей тягой при низких оборотах коленвала, поэтому получили широкое распространение на грузовых автомобилях, кораблях и поездах.

С момента решения проблемы высоких скоростей (старые дизели при частом использовании на высоких скоростях быстро выходили из строя) рассматриваемые моторы стали часто устанавливаться на легковые авто. Дизели, предназначенные для скоростной езды, получили систему турбонаддува.

Принцип работы двигателя Дизеля

Принцип действия мотора дизельного типа отличается от бензиновых моторов. Здесь отсутствуют свечи зажигания, а топливо подается в цилиндры отдельно от воздуха.

Цикл работы такого силового агрегата можно представить в следующем виде:

• в камеру сгорания дизеля подается порция воздуха;
• поршень поднимается, сжимая воздух;
• от сжатия воздух нагревается до температуры около 800˚C;
• в цилиндр впрыскивается топливо;
• ДТ воспламеняется, что приводит к опусканию поршня и выполнению рабочего хода;
• продукты горения удаляются с помощью продувки через выпускные окна.

От того, как работает дизельный двигатель, зависит его экономичность. В исправном агрегате используется бедная смесь, что позволяет сэкономить количество топлива в баке.

Как устроен дизельный двигатель

Основным отличием конструкции дизеля от бензиновых моторов является наличие топливного насоса высокого давления, дизельных форсунок и отсутствие свечей зажигания.

Общее устройство этих двух разновидностей силового агрегата не различается. И в том, и в другом имеются коленчатый вал, шатуны, поршни. При этом у дизельного мотора все элементы усилены, так как нагрузки на них более высокие.

На заметку: некоторые движки дизельного типа имеют свечи накаливания, которые ошибочно принимаются автолюбителями за аналог свечей зажигания. На самом деле, это не так. Свечи накаливания используются для нагрева воздуха в цилиндрах в мороз.

При этом дизель легче заводится. Свечи зажигания в бензиновых моторах применяются для воспламенения топливовоздушной смеси в процессе работы двигателя.
Систему впрыска на дизелях делают прямой, когда топливо поступает непосредственно в камеру, или непрямой, когда воспламенение происходит в предкамере (вихревая камера, фор-камера). Это небольшая полость над камерой сгорания, с одним или несколькими отверстиями, через которые туда поступает воздух.

Такая система способствует лучшему смесеобразованию, равномерному нарастанию давления в цилиндрах. Зачастую именно в вихревых камерах применяются калильные свечи, призванные облегчить холодный пуск. При повороте замка зажигания, автоматически запускается процесс нагрева свечей.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Как и любой другой тип силового агрегата, дизельный мотор имеет положительные и отрицательные черты. К «плюсам» современного дизеля относят:

• экономичность;
• хорошую тягу в широком диапазоне оборотов;
• больший, чем у бензинового аналога, ресурс;
• меньшее количество вредных выбросов.

Дизель не лишен и недостатков:

• моторы, не оснащенные свечами накаливания, плохо заводятся в мороз;
• дизель дороже и сложнее в обслуживании;
• высокие требования к качеству и своевременности обслуживания;
• высокие требования к качеству расходных материалов;
• большая, чем у бензиновых движков, шумность работы.

Дизельный двигатель с турбонаддувом

Принцип работы турбины на дизельном двигателе практически не отличается от такового на бензиновых моторах. Суть заключается в нагнетании в цилиндры дополнительного воздуха, что закономерно увеличивает количество поступающего топлива. За счет этого отмечается серьезный прирост мощности мотора.

Устройство турбины дизельного двигателя также не имеет существенных отличий от бензинового аналога. Устройство состоит из двух крыльчаток, жестко связанных между собой, и корпуса, внешне напоминающего улитку. На корпусе турбокомпрессоров имеется 2 входных и 2 выходных отверстия. Одна часть механизма встраивается в выпускной коллектор, вторая во впускной.

Схема работы проста: газы, выходящие из работающего мотора, раскручивают первую крыльчатку, которая вращает вторую. Вторая крыльчатка, вмонтированная во впускной коллектор, нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Увеличение подачи воздуха приводит к увеличению подачи топлива и росту мощности. Это позволяет мотору быстрее набирать скорость даже на низких оборотах.

Турбояма

В процессе работы турбина может совершать до 200 тысяч оборотов в минуту. Раскрутить ее до необходимой скорости вращения моментально невозможно. Это приводит к появлению т.н. турбоямы, когда с момента нажатия на педаль газа до начала интенсивного разгона проходит некоторое время (1-2 секунды).

Проблема решается доработкой турбинного механизма и установкой нескольких крыльчаток разного размера. При этом маленькие крыльчатки раскручиваются моментально, после чего их догоняют элементы большого размера. Такой подход позволяет практически полностью ликвидировать турбояму.

Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (Variable Nozzle Turbine), призванные решать те же проблемы. В настоящий момент существует большое количество модификаций подобного типа турбин. Коррекция геометрии успешно справляется и с обратной ситуацией, когда оборотов и воздуха становится слишком много и необходимо притормозить обороты крыльчатки.

Интеркуллер

Было замечено, что если при смесеобразовании используется холодный воздух, КПД двигателя увеличивается до 20%. Это открытие привело к появлению интеркуллера – дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность работы.

После всасывания воздуха он проходит через радиатор, и в охлажденном состоянии попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой можно подробно ознакомиться со схемой работы интеркуллера.

За турбиной современного автомобиля необходимо должным образом ухаживать. Механизм крайне чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому смазочный материал рекомендуется менять не реже, чем через 5-7 тысяч километров пробега.

Кроме того, после остановки машины следует оставлять ДВС включенным на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла она перегревается). К сожалению, даже при грамотной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.

На заметку: оптимальным решением проблемы перегрева турбины на дизельных моторах является установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель запущенным на протяжении необходимого времени после выключения зажигания. После окончания необходимого периода электроника сама выключает силовой агрегат.

Строение и принцип действия дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом на тяжелом транспорте, которому необходима хорошая тяга «на низах». Современные дизели с равным успехом работают и в легковых автомобилях, главное требование к которым: приемистость и время набора скорости.

Сложный уход за дизелем компенсируется долговечностью, экономичностью и надежностью в любых ситуациях.

Дизельный двигатель для мотоблока – какой лучше для мотокультиватора и что такое бензодвигатель

Несмотря на то, что двигатели для мотоблоков и другой садовой техники производятся множеством фирм, фактически большинство из них являются вариантами одной и той же конструкции.

Зная принципы работы и устройство двигателя мотоблока, выбирать конкретный мотор можно по общему качеству изготовления и ряду нюансов конструкции конкретного производителя.

Устройство

Классический двигатель мотоблока – это одноцилиндровый четырехтактный мотор внутреннего сгорания.

Коленчатый вал этого двигателя установлен в двух шариковых коренных подшипниках и с одной стороны имеет посадочный конус под маховик, он же ротор зажигания и вентилятор охлаждения, с другой-коническую или цилиндрическую посадку под шкив или муфту сцепления.

Шатун двигателя мотоблока – это разъемная конструкция, работающая непосредственно по шейке коленвала как подшипник скольжения.

Смазка пары трения осуществляется захватывающим масло выступом на нижней крышке шатуна, принудительная подача масла от насоса не предусмотрена.

Цилиндр установлен под небольшим углом к горизонтали, его рубашка охлаждения отлита за одно целое с картером, и в нее впрессована чугунная гильза. Это решение удешевляет производство двигателя, но делает его ремонт более сложным, так как замена цилиндра невозможна.

Смазка цилиндропоршневой группы осуществляется брызгами масла, создаваемыми шатуном и противовесами коленвала при его вращении. Прежде всего необходимо знать, какое масло лить в мотоблок, какое заливается в редуктор и в 4 тактный мотор.

Более подробно о работе одноцилиндрового двигателя смотрите на видео:

В зависимости от компоновки газораспределительного механизма двигатель может быть:

• Нижнеклапанным (SV) – распредвал расположен в картере и через короткие толкатели приводит непосредственно клапана, расположенные сбоку от цилиндра. Головка цилиндра в таких двигателях – это простая отливка с камерой сгорания специфической (кардиодной) формы.
• Нижнеклапанная компоновка – старейшая, применяемая в наше время, ей почти сто лет. Такие моторы за счет крайней простоты дешевы и надежны, но их главный недостаток – низкая удельная мощность.
• Также часто употребляется неверный термин «двигатель с боковым расположением клапанов», появившийся как буквальный перевод английского side-valveиз-за незнания принятого с 30-х годов ХХ века в русском языке термина «нижнеклапанный».
• Верхнеклапанные (OHV) моторы также имеют распредвал, установленный в картере, но сами клапана уже находятся в головке цилиндра и приводятся в действие длинными штангами через коромысла.
• За счет более компактной и выгодной формы камеры сгорания верхнеклапанные моторы заметно мощнее нижнеклапанных, но вместе с тем просты в сборке и настройке. Это наиболее распространенный тип двигателей в садовой технике.
• Верхневальные (OHC) отличаются тем, что и распредвал у них перенесен в головку цилиндра. Они более сложны по сравнению с моторами OHV, а выигрыш в мощности имеют только на высоких оборотах, что для мотоблоков мало актуально. Тем не менее некоторые производители, например – Subaru-Robin, применяют и эту схему.

Двигатели сравнительно большого объема (от 200 см3, а также дизельные) имеют в составе газораспределительного механизма ручной или автоматический декомпрессор – устройство, на низких оборотах увеличивающее время открытия выпускного клапана, благодаря чему уменьшается усилие для ручного запуска мотора.

Двигатели китайского производства

Китайские моторы для мотоблоков наиболее распространены на бюджетной технике и могут заметно отличаться по качеству.

Если скопированные с Honda GX агрегаты крупных производителей (Lifan, Zongshen) близки к японскому оригиналу по качеству и ресурсу, то более дешевые, зачастую даже не маркируемые производителем, до сих пор сохраняют знаменитое лотерейное «китайское качество».

Многие производители дешевых мотоблоков, заказывая такие моторы, наносят на них маркировку своего бренда.

Рассмотрим наиболее распространенные типы двигателей (так как один и тот же мотор может выпускаться десятком фирм, различать по бренду китайские двигатели в этом плане бессмысленно):

Самый маломощный (4 л.с.) двигатель для легких мотоблоков и культиваторов. Образцом для его создания послужил мотор Honda GX120.

Также это и самый дешевый китайский мотор – он стоит не более 5-6 тысяч рублей.

Наиболее популярная модель двигателя, скопированная с Honda GX160. Это – бензиновый двигатель с мощностью 5,5 лошадиных сил и рабочим объемом 163 см3.

Благодаря простой и надежной конструкции этот мотор можно встретить на мотоблоках, культиваторах, бензогенераторах, мотопомпах и множестве других агрегатов с бензиновыми двигателями.

Техника класса мини широко применяется на приусадебных участках и даже в коммунальном хозяйстве. Мини трактор Булат 120 – незаменимый помощник фермеру и дачнику.

Бензопила стала незаменимым и важным инструментом в повседневной жизни каждого хозяина. Здесь причины неисправностей и ремонт бензопилы Хускварна 137.

Газонокосилки стали одними из самых популярных инструментов, предназначенных для работ на газонах. Тут все основные характеристики газонокосилки Чемпион.

Запуск этого мотора осуществляется только ручным стартером. Система газораспределения – OHV, благодаря удачной компоновке настройка зазоров клапанов происходит очень просто и быстро. Двигатель может дополнительно оснащаться датчиком уровня масла и световой обмоткой генератора.

Выпускается практически всеми китайскими заводами: Lifan, Zongshen, Loncinи так далее. Цена может колебаться от 5 до 9 тысяч рублей как в зависимости от завода-изготовителя, так и от дополнительного оборудования: понижающего редуктора, датчика уровня масла и так далее. Двигатель Лифан устанавливается на мотоблоке Крот, Лифан, Ока.

168F-1, 168F-2

Более мощный вариант двигателя 168F, копия Honda GX200. Благодаря объему, увеличенному до 196 см3, развивает 6,5 л.с. В остальном является полным аналогом мотора 168F.

Цена чуть дороже, в зависимости от завода-изготовителя может составлять 8-10 тысяч.

Семисильный вариант двигателя 168F, не имеющий прямого аналога в семействе Honda GX. Рабочий объем – 212 см3 (фактически это – слегка расточенный мотор 168F-1). Поршень от этого мотора можно использовать при ремонте мотора мощностью 6,5 л.с., так как ремонтные размеры производителем не предусмотрены.

Толщина чугунной гильзы на большинстве китайских моторов это позволяет.

Диапазон цен тот же – от 8 до 10 тысяч рублей.

Достаточно мощный (9 л.с.) бензиновый двигатель, который можно встретить на тяжелых мотоблоках и минитракторах. Скопирован с Honda GX270.

Цена – от 15 до 18 тысяч.

Одиннадцатисильный двигатель с рабочим объемом 340 см3, аналог Honda GX340. В линейке большинства производителей двигателей для мотоблоков это – самый мощный из выпускаемых моторов.

Цена – от 17 до 19 тысяч рублей.

170F(A), 170FE, 170FS

Дизельный мотор на мотоблок, цена которого в зависимости от комплектации составляет 26-34 тысячи рублей. Рабочий объем этих моторов – 211 см3, развиваемая мощность – в районе 4 лошадиных сил. Благодаря смазке коленчатого вала под давлением эти моторы имеют ресурс заметно выше, чем бензиновые, хотя и ощутимо дороже.

Буква Е в обозначении модели (как и у бензиновых китайских двигателей) означает наличие электростартера и, соответственно, 12-вольтовой катушки генератора.

GreenField

Торговая марка “GreenField” («Гринфилд») принадлежит российскому ООО «ТехноГрупп». Под ней с 2005 года на российский рынок поставляется разнообразная садовая техника, бензоинструмент, силовое электрооборудование.

Покупая мотор для мотоблока «Гринфилд», нужно понимать, что российский бренд в данном случае просто нанесен на китайское изделие, фирма-продавец лишь осуществляет контроль качества на поставляемых ей из Китая изделиях.

Естественно, двигатели «Гринфилд», как и другие китайские изделия, либо полностью скопированы с моторов Honda GX (серия GreenField GF), либо основаны на их конструкции с небольшими изменениями (GreenField PRO). При этом двигатели PRO не имеют вариантов с электростартером или понижающим редуктором.

Также фирма поставляет дизельные двигатели с мощностью от 2,8 л.с. (GF170F) до 11 л.с. (GF188FDE). Цены различаются между магазинами достаточно сильно, но в целом сравнимы с моторами Lifan.

Моторы серии GF:

Моторы GF с понижающим редуктором:

Моторы серии PRO:

Дизельные двигатели Greenfield:

Мотоблоки под маркой «Нева» производятся, что нетрудно понять, в Санкт-Петербурге. Производитель использует в производстве только двигатели сторонних производителей. Так как среди них крайне широка унификация, возможен широкий список замен на китайские аналоги.

Рекомендуем также прочитать нашу статью о том, как выбрать мотоблок и ознакомиться с таким устройством как мини культиватор ручной для дачи бензиновый.

Мотор для мотоблока «Нева», цена которого на официальном сайте интернет-магазина производителя motoblok.ru находится в пределах от 15800 до 27900 рублей, может быть произведен следующими фирмами:

• BRIGGS & STRATTON 6.5 RS – это самый дешевый мотор в линейке (15800 р.). Его рабочий объем – 205 см3, а мощность – 6,5 л.с.

• HONDA GX-200 – не нуждающийся в представлении популярный двигатель с мощностью 5,5 л.с., его цена – 24500 р.

• SUBARU EX-27 PREMIUM – мощный девятисильный силовой агрегат с рабочим объемом 265 см3.

Салют

Мотор для мотоблока «Салют» – это либо LIFAN 168F-2B, устанавливаемый на «Салют-100», либо Briggs&Stratton Vanguard 6,5, который применен на мотоблоке «Салют-100-БС-В».

Характеристики и цена первого мотора для мотоблока Салют описаны в разделе «Китайские двигатели», второй же – это практически тот же мотор, но с чуть большим рабочим объемом (205 см3) и с увеличенной с 8,5 до 9 степенью сжатия. Поэтому он немного экономичнее мотора Lifan, но максимальную тягу развивает на более высоких оборотах.

Также он почти в два раза дороже китайского мотора – его цена в пределах 15 тысяч рублей.

Возможно, вас также заинтересует статья про навесное оборудование для мотоблока Салют.

Subaru

Фирма Subaru (точнее, дочерняя Subaru-Robin) – это один из самых известных производителей двигателей для разнообразной моторизованной технике. Приобретая мотор Субару для мотоблока, можно быть уверенным в большом ресурсе и надежности силового агрегата.

Существует несколько серий двигателей, маркируемых следующим образом:

• EC– легкие двухтактные моторы, не используются на мотоблоках;
• EY – нижнеклапанные двигатели;
• EH – верхнеклапанные (OHV) двигатели;
• EX – верхневальные (OHC) моторы. Фирма Subaru– один из немногих поставщиков двигателей такого типа для садовой техники;
• DY – дизельные моторы.

Чаще всего на мотоблоках применяются следующие двигатели «Субару»:

Honda

Именно разработанное компанией Honda семейство двигателей GX стало, фактически, эталоном моторов подобного класса и предметом для постоянного копирования.

Мотор «Хонда» для мотоблока – это часть линейки GX от компактного GX120 до вполне серьезного GX390, хотя компания производит и более мощные варианты этого двигателя.

Champion

Двигатели Champion не имеют никакого отношения к известному производителю автомобильных комплектующих – эта компания находится в Санкт-Петербурге, а любой двигатель «Чемпион» для мотоблока произведен в Китае.

Как и другие китайские двигатели, эти являются клонами моторов Honda.

Образец, взятый для подражания, прямо указан в маркировке: например, мотор Champion G200HK– это копия Honda GX200. Однако есть и «промежуточные» по рабочему варианту моторы наподобие G180HK– в линейке Honda прямого аналога нет, это нечто промежуточное между китайскими моторами 168F и 168F-2.

Двигатель G210HT– это версия базового мотора с уменьшенной с 19 до 16 мм посадкой выходного вала. Наиболее мощный мотор G390HK имеет комплектацию с электростартером (HKE). Данный двигатель устанавливается на мотоблоке Чемпион.

Заключение

Как вы могли увидеть, широкий выбор производителей двигателей для мотоблоков фактически можно разбить на три группы. Самыми дешевыми, но и наименее качественными, окажутся малоизвестные или неизвестные марки из Китая (зачастую такие моторы продаются просто как «мотор китайский 5 л.с.»).

Далее идут крупные китайские производители, в одном ценовом сегменте с ними китайская продукция, продаваемая под местными брендами – зачастую эта техника выпускается даже на одном заводе.

Эти двигатели дороже, но за счет более пристального контроля качества выигрывают в надежности.

Наиболее же дорогие двигатели – это агрегаты американского и японского производства, как правило, они минимум в два раза дешевле китайских копий, но и отличаются по качеству и ресурсу не менее сильно.

В этой статье вы можете узнать как выбрать двигатели для газонокосилки.

Так же, возможно, вам будет полезна статья про двигатели для культиватора.