Камеры сгорания дизельных двигателей

Камеры сгорания дизельных двигателей

Для хорошего смесеобразования одновременно необходимо правильно сочетать распыливание топлива и движение воздуха в камере сгорания. Это позволит улучшить распределение топлива в камере и осуществить процесс сгорания при наименьшем количестве воздуха.

Форма камеры сгорания должна:

· соответствовать направлению и дальнобойности струи впрыскиваемого топлива;

· обеспечивать организованное движение потока воздуха, интенсивное перемешивание топлива и воздуха, полное сгорание топлива в короткий период при наименьшем количестве воздуха;

· плавное нарастание давления в цилиндре, умеренное максимальное давление при сгорании и минимальные тепловые потери;

· создавать условия для облегченного запуска двигателя.

По конструкции дизельные двигатели разделяются на две основные категории: с неразделенными и разделенными камерами сгорания. Неразделенные камеры имеют только одно отделение, в котором происходит и смесеобразование, и сгорание топлива. Разделенные камеры разделены на две части: основную и дополнительную, соединены между собой горловиной. При этом топливо впрыскивается в дополнительную камеру.

По способу различают объемное, пленочное и комбинированное смесеобразование.

При объемном смесеобразовании топливо распыливается в объеме камеры сгорания и лишь небольшая часть его попадает в пристеночный слой. Объемное смесеобразование осуществляется в неразделенных камерах сгорания.

Пленочное смесеобразование применяется в ряде конструкций камер сгорания, когда почти все топливо направляется в пристеночную зону. В центральную часть камеры сгорания попадает приблизительно 5–10% впрыскиваемого форсункой топлива. Остальная часть топлива распределяется на стенках камеры сгорания в виде тонкой пленки (10–15 мкм). Первоначально воспламеняется часть топлива, попавшая в центральную часть камеры сгорания, где обычно отсутствует движение заряда и устанавливается наиболее высокая температура. В дальнейшем, по мере испарения и смешения с воздухом, горение распространяется на основную часть топлива, направленную в пристеночный слой. При пленочном смесеобразовании требуется менее тонкое распыливание топлива. Применяют форсунки с одним сопловым отверстием. Давление впрыска топлива не превышает 17–20 МПа. Пленочное смесеобразование по сравнению с объемным обеспечивает лучшие экономические показатели двигателя, упрощает конструкцию топливной аппаратуры. Основным недостатком являются низкие пусковые свойства двигателя при низких температурах в связи с малым количеством топлива, участвующего в первоначальном сгорании. Этот недостаток устраняют путем подогрева воздуха на впуске или за счет увеличения количества топлива, участвующего в образовании начального очага сгорания.

Комбинированное смесеобразование получается при меньших диаметрах камеры сгорания, когда часть топлива достигает ее стенки и концентрируется в пристеночном слое. Другая часть капель топлива располагается во внутреннем объеме заряда. На поверхности камеры оседает примерно 50% топлива. При впуске в камере не создается вращательного движения заряда. Заряд приводится в движение при вытеснении его из надпоршневого пространства в камеру сгорания, и создается вихрь. Скорость движения заряда достигает 40–45 м/с. Отличительной особенностью от пленочного смесеобразования является встречное движение струй топлива и заряда, вытесняемого из надпоршневого пространства, что способствует увеличению количества топлива, взвешенного в объеме камеры сгорания, и сближает процесс с объемным смесеобразованием. Форсунки применяют с распылителями, имеющими 3–5 сопловых отверстий.

Камеры сгорания с непосредственным впрыском. В дизельных двигателях с такими камерами топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания форсункой с рабочим давлением 15–30 МПа, имеющей многодырчатые распылители (5–7 отверстий) с малым диаметром сопловых каналов (0.15–0.32 мм). Столь высокие давления впрыска применяются ввиду того, что в данном случае распыливание топлива и перемешивание его с воздухом достигается главным образом за счет кинетической энергии, сообщаемой топливу при впрыске. Для равномерного распределения топлива в камере форсунки таких двигателей часто выполняют с несколькими отверстиями.

На рис. 6.4 показаны камеры сгорания двигателей с непосредственным впрыском, обеспечивающие объемное смесеобразование.

Рис. 6.4. Неразделенные камеры сгорания для объемного смесеобразования:

а – полусферическая, б – тороидальная

Рис. 6.5. Использование завихрителей

Для улучшения смесеобразования здесь предусмотрено вихревое движение воздуха вокруг оси цилиндра за счет завихрителей, установленных во впускном коллекторе (рис. 6.5). Камера сгорания с непосредственным впрыском при пленочном смесеобразовании располагается соосно с цилиндром. Смещенная форсунка направляет струю топлива под острым углом на стенку камеры сгорания, имеющей сферическую форму (рис. 6.6а). Заряд приводится в интенсивное вращательное движение (тангенциальная скорость движения заряда достигает 50–60 м/с), и топливные капли распространяются на стенке камеры сгорания.

Рис. 6.6. Неразделенные камеры сгорания для пленочного смесеобразования:

а – типа дизелей МАН, б – типа “Гессельман”

Кроме указанной выше, при пленочном смесеобразовании камеру сгорания выполняют тарелкообразной (рис. 6.6б). Струя топлива из форсунки, ввиду малого расстояния, достигает дна камеры и оседает в виде пленки.

Рис. 6.7. Неразделенные камеры сгорания для комбинированного смесеобразования

Камеры сгорания ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт) относят к комбинированным камерам с объемно-пленочным смесеобразованием. Камера сгорания выполняется в поршне, имеет форму усеченного конуса с основанием меньшего диаметра у входной горловины, диаметр которой составляет 0.35–0.37 диаметра цилиндра, и со скругленными стенками у нижнего основания (рис. 6.7).

Струи топлива попадают на стенку под острым углом и совершают сравнительно малый путь. На конической поверхности камеры оседает примерно 50% топлива.

Основное достоинство камер сгорания с непосредственным впрыском по сравнению с камерами других разновидностей заключается в следующем.

1. Простая и компактная форма камеры сгорания обеспечивает меньшие тепловые потери в процессе сгорания и более высокий эффективный КПД.

2. Менее интенсивное охлаждение воздуха в период сжатия (компактность камеры и сравнительно небольшое вихревое движение воздуха) создает условия для облегчения пуска. Время для пуска двигателя с непосредственным впрыском в 1.8–3.6 раза меньше, чем для пуска двигателей с другими камерами сгорания.

3. Конструкция головки цилиндра упрощается.

Недостатки камер сгорания с непосредственным впрыском состоят в следующем.

1. Смесеобразование происходит при больших давлениях впрыска (до 30 МПа). Это повышает требования к топливоподающей аппаратуре.

2. Процесс сгорания характеризуется значительными давлениями. Скорость нарастания давления при этом высокая. В связи с увеличением нагрузки на кривошипно-шатунный механизм приходится увеличивать запас прочности узлов двигателя.

3. Малые сопловые отверстия распылителя форсунки (0.1–0.25 мм) требуют точного исполнения и при недостаточно очищенном топливе могут засоряться. Поэтому топливо должно очищаться с большой тщательностью. Незначительные отклонения в качестве топлива от нормы ухудшают работу двигателя.

Предкамеры. Предкамерные дизельные двигатели имеют камеру сгорания, разделенную на две части (рис. 6.8). Основная камера размещается непосредственно над поршнем. Ее объем составляет 0.75–0.60отвсего объема камеры сгорания. Предкамера выполняется в головке цилиндра. Она занимает по объему 0.25–0.40 всего объема камеры. Предкамера соединяется с основной камерой одним или несколькими каналами.

Рис. 6.8. Предкамера

Смесеобразование у предкамерного двигателя протекает в такой последовательности. При сжатии часть сжатого воздуха поступает из цилиндра в предкамеру. В конце такта сжатия в предкамеру через форсунку впрыскивается топливо под давлением 8–12.5 МПа. Распыленное топливо, попадая в среду сжатого воздуха предкамеры, самовоспламеняется.

При этом сгорает от 20 до 30% впрыскиваемого топлива, что соответствует количеству кислорода воздуха, содержащегося в предкамере.

При сгорании части топлива температура и давление в предкамере повышаются. Горящие газы и несгоревшее топливо устремляются из предкамеры в основную камеру. Здесь сгорание топлива продолжается и заканчивается в процессе расширения.

В предкамерных двигателях интенсивное смесеобразование достигается главным образом за счет энергии топлива, частично сгоревшего в предкамере. Эта энергия вызывает перепад давления между предкамерой и основной камерой (обычно 1.5 МПа), что создает условия для интенсивного смесеобразования и более тонкого распыления топлива, предварительно распыленного в предкамере.

Смесеобразованию способствует образование вихревых движений воздуха при перемещении его в процессе сжатия из основной камеры в предкамеру. Форсунка таких двигателей обычно выполняется с одним отверстием.

Вихревые камеры. Двигатели с вихревыми камерами, как и предкамерные двигатели, имеют камеру, разделенную на две части (рис. 6.9). Основная камера расположена непосредственно над поршнем и имеет сравнительно небольшой объем. Вихревая камера выполнена в головке цилиндра, имеет обтекаемую форму (шара или сплющенного шара) и охлаждается водой. Ее объем составляет от 50 до 75% всего объема камеры сгорания. Такой объем позволяет вовлечь в вихревое движение большое количество воздуха. Вихревая камера сообщается с основной посредством горловины.

Рис. 6.9. Вихревая камера

В период сжатия воздух вытесняется из основной камеры в вихревую. Взаиморасположение камер способствует смесеобразованию. Топливо впрыскивается форсункой в вихревую камеру. Здесь струя топлива увлекается воздушным потоком, интенсивно перемешивается с ним, самовоспламеняется и частично сгорает.

В период сгорания в вихревой камере резко повышается давление. При этом продукты сгорания и несгоревшая часть топлива устремляются в основную камеру. Здесь процесс сгорания продолжается, заканчиваясь при расширении.

В двигателях с вихревыми камерами для смесеобразования используются главным образом вихревые потоки воздуха, создаваемые в процессе сжатия в вихревой камере. Перепад давлений между камерами сравнительно небольшой (обычно 0.6 МПа). Форсунки у таких двигателей применяются обычно с одним отверстием. Давление начала подачи составляет 8–10 МПа.

В дизельных двигателях с разделенными камерами сгорания достигается бездымная работа при малых значениях коэффициента избытка воздуха. Значительно снижаются требования к качеству распыливания топлива, и применяются форсунки закрытого типа с одним сопловым отверстием большого диаметра (1–2 мм). Давление впрыска топлива составляет 12–15 МПа, и обеспечивается мягкая работа двигателя. Эти дизельные двигатели являются наиболее быстроходными из всех дизелей.

Основные недостатки раздельных камер сгорания:

· низкие пусковые свойства в связи с интенсивным отводом тепла;

· высокий удельный расход топлива, большие потери тепла и значительные затраты энергии на перетекание газов из одной полости камеры сгорания в другую;

· сложная конструкция камеры сгорания и повышенные тепловые напряжения отдельных деталей.

Камеры сгорания дизельных двигателей

Для хорошего смесеобразования одновременно необходимо правильно сочетать распыливание топлива и движение воздуха в камере сгорания. Это позволит улучшить распределение топлива в камере и осуществить процесс сгорания при наименьшем количестве воздуха.

Форма камеры сгорания должна:

• соответствовать направлению и дальнобойности струи впрыскиваемого топлива;
• обеспечивать организованное движение потока воздуха, интенсивное перемешивание топлива и воздуха, полное сгорание топлива в короткий период при наименьшем количестве воздуха;
• плавное нарастание давления в цилиндре, умеренное максимальное давление при сгорании и минимальные тепловые потери;
• создавать условия для облегченного запуска двигателя.

По конструкции дизельные двигатели разделяются на две основные категории: с неразделенными и разделенными камерами сгорания. Неразделенные камеры имеют только одно отделение, в котором происходит и смесеобразование, и сгорание топлива. Разделенные камеры разделены на две части: основную и дополнительную, соединены между собой горловиной. При этом топливо впрыскивается в дополнительную камеру.

По способу различают объемное, пленочное и комбинированное смесеобразование.

При объемном смесеобразовании топливо распыливается в объеме камеры сгорания и лишь небольшая часть его попадает в пристеночный слой. Объемное смесеобразование осуществляется в неразделенных камерах сгорания.

Пленочное смесеобразование применяется в ряде конструкций камер сгорания, когда почти все топливо направляется в пристеночную зону. В центральную часть камеры сгорания попадает приблизительно 5–10% впрыскиваемого форсункой топлива. Остальная часть топлива распределяется на стенках камеры сгорания в виде тонкой пленки (10–15 мкм). Первоначально воспламеняется часть топлива, попавшая в центральную часть камеры сгорания, где обычно отсутствует движение заряда и устанавливается наиболее высокая температура. В дальнейшем, по мере испарения и смешения с воздухом, горение распространяется на основную часть топлива, направленную в пристеночный слой. При пленочном смесеобразовании требуется менее тонкое распыливание топлива. Применяют форсунки с одним сопловым отверстием. Давление впрыска топлива не превышает 17–20 МПа. Пленочное смесеобразование по сравнению с объемным обеспечивает лучшие экономические показатели двигателя, упрощает конструкцию топливной аппаратуры. Основным недостатком являются низкие пусковые свойства двигателя при низких температурах в связи с малым количеством топлива, участвующего в первоначальном сгорании. Этот недостаток устраняют путем подогрева воздуха на впуске или за счет увеличения количества топлива, участвующего в образовании начального очага сгорания.

Комбинированное смесеобразование получается при меньших диаметрах камеры сгорания, когда часть топлива достигает ее стенки и концентрируется в пристеночном слое. Другая часть капель топлива располагается во внутреннем объеме заряда. На поверхности камеры оседает примерно 50% топлива. При впуске в камере не создается вращательного движения заряда. Заряд приводится в движение при вытеснении его из надпоршневого пространства в камеру сгорания, и создается вихрь. Скорость движения заряда достигает 40–45 м/с. Отличительной особенностью от пленочного смесеобразования является встречное движение струй топлива и заряда, вытесняемого из надпоршневого пространства, что способствует увеличению количества топлива, взвешенного в объеме камеры сгорания, и сближает процесс с объемным смесеобразованием. Форсунки применяют с распылителями, имеющими 3–5 сопловых отверстий.

Камеры сгорания с непосредственным впрыском. В дизельных двигателях с такими камерами топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания форсункой с рабочим давлением 15–30 МПа, имеющей многодырчатые распылители (5–7 отверстий) с малым диаметром сопловых каналов (0.15–0.32 мм). Столь высокие давления впрыска применяются ввиду того, что в данном случае распыливание топлива и перемешивание его с воздухом достигается главным образом за счет кинетической энергии, сообщаемой топливу при впрыске. Для равномерного распределения топлива в камере форсунки таких двигателей часто выполняют с несколькими отверстиями.

На рис. 6.4 показаны камеры сгорания двигателей с непосредственным впрыском, обеспечивающие объемное смесеобразование.

Рис. 6.4. Неразделенные камеры сгорания для объемного смесеобразования:

а – полусферическая, б – тороидальная

Рис. 6.5. Использование завихрителей

Для улучшения смесеобразования здесь предусмотрено вихревое движение воздуха вокруг оси цилиндра за счет завихрителей, установленных во впускном коллекторе (рис. 6.5). Камера сгорания с непосредственным впрыском при пленочном смесеобразовании располагается соосно с цилиндром. Смещенная форсунка направляет струю топлива под острым углом на стенку камеры сгорания, имеющей сферическую форму (рис. 6.6а). Заряд приводится в интенсивное вращательное движение (тангенциальная скорость движения заряда достигает 50–60 м/с), и топливные капли распространяются на стенке камеры сгорания.

Рис. 6.6. Неразделенные камеры сгорания для пленочного смесеобразования:

а – типа дизелей МАН, б – типа “Гессельман”

Кроме указанной выше, при пленочном смесеобразовании камеру сгорания выполняют тарелкообразной (рис. 6.6б). Струя топлива из форсунки, ввиду малого расстояния, достигает дна камеры и оседает в виде пленки.

Рис. 6.7. Неразделенные камеры сгорания для комбинированного смесеобразования

Камеры сгорания ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт) относят к комбинированным камерам с объемно-пленочным смесеобразованием. Камера сгорания выполняется в поршне, имеет форму усеченного конуса с основанием меньшего диаметра у входной горловины, диаметр которой составляет 0.35–0.37 диаметра цилиндра, и со скругленными стенками у нижнего основания (рис. 6.7).

Струи топлива попадают на стенку под острым углом и совершают сравнительно малый путь. На конической поверхности камеры оседает примерно 50% топлива.

Основное достоинство камер сгорания с непосредственным впрыском по сравнению с камерами других разновидностей заключается в следующем.

1. Простая и компактная форма камеры сгорания обеспечивает меньшие тепловые потери в процессе сгорания и более высокий эффективный КПД.

2. Менее интенсивное охлаждение воздуха в период сжатия (компактность камеры и сравнительно небольшое вихревое движение воздуха) создает условия для облегчения пуска. Время для пуска двигателя с непосредственным впрыском в 1.8–3.6 раза меньше, чем для пуска двигателей с другими камерами сгорания.

3. Конструкция головки цилиндра упрощается.

Недостатки камер сгорания с непосредственным впрыском состоят в следующем.

1. Смесеобразование происходит при больших давлениях впрыска (до 30 МПа). Это повышает требования к топливоподающей аппаратуре.

2. Процесс сгорания характеризуется значительными давлениями. Скорость нарастания давления при этом высокая. В связи с увеличением нагрузки на кривошипно-шатунный механизм приходится увеличивать запас прочности узлов двигателя.

3. Малые сопловые отверстия распылителя форсунки (0.1–0.25 мм) требуют точного исполнения и при недостаточно очищенном топливе могут засоряться. Поэтому топливо должно очищаться с большой тщательностью. Незначительные отклонения в качестве топлива от нормы ухудшают работу двигателя.

Предкамеры. Предкамерные дизельные двигатели имеют камеру сгорания, разделенную на две части (рис. 6.8). Основная камера размещается непосредственно над поршнем. Ее объем составляет 0.75–0.60отвсего объема камеры сгорания. Предкамера выполняется в головке цилиндра. Она занимает по объему 0.25–0.40 всего объема камеры. Предкамера соединяется с основной камерой одним или несколькими каналами.

Рис. 6.8. Предкамера

Смесеобразование у предкамерного двигателя протекает в такой последовательности. При сжатии часть сжатого воздуха поступает из цилиндра в предкамеру. В конце такта сжатия в предкамеру через форсунку впрыскивается топливо под давлением 8–12.5 МПа. Распыленное топливо, попадая в среду сжатого воздуха предкамеры, самовоспламеняется.

При этом сгорает от 20 до 30% впрыскиваемого топлива, что соответствует количеству кислорода воздуха, содержащегося в предкамере.

При сгорании части топлива температура и давление в предкамере повышаются. Горящие газы и несгоревшее топливо устремляются из предкамеры в основную камеру. Здесь сгорание топлива продолжается и заканчивается в процессе расширения.

В предкамерных двигателях интенсивное смесеобразование достигается главным образом за счет энергии топлива, частично сгоревшего в предкамере. Эта энергия вызывает перепад давления между предкамерой и основной камерой (обычно 1.5 МПа), что создает условия для интенсивного смесеобразования и более тонкого распыления топлива, предварительно распыленного в предкамере.

Смесеобразованию способствует образование вихревых движений воздуха при перемещении его в процессе сжатия из основной камеры в предкамеру. Форсунка таких двигателей обычно выполняется с одним отверстием.

Вихревые камеры. Двигатели с вихревыми камерами, как и предкамерные двигатели, имеют камеру, разделенную на две части (рис. 6.9). Основная камера расположена непосредственно над поршнем и имеет сравнительно небольшой объем. Вихревая камера выполнена в головке цилиндра, имеет обтекаемую форму (шара или сплющенного шара) и охлаждается водой. Ее объем составляет от 50 до 75% всего объема камеры сгорания. Такой объем позволяет вовлечь в вихревое движение большое количество воздуха. Вихревая камера сообщается с основной посредством горловины.

Рис. 6.9. Вихревая камера

В период сжатия воздух вытесняется из основной камеры в вихревую. Взаиморасположение камер способствует смесеобразованию. Топливо впрыскивается форсункой в вихревую камеру. Здесь струя топлива увлекается воздушным потоком, интенсивно перемешивается с ним, самовоспламеняется и частично сгорает.

В период сгорания в вихревой камере резко повышается давление. При этом продукты сгорания и несгоревшая часть топлива устремляются в основную камеру. Здесь процесс сгорания продолжается, заканчиваясь при расширении.

В двигателях с вихревыми камерами для смесеобразования используются главным образом вихревые потоки воздуха, создаваемые в процессе сжатия в вихревой камере. Перепад давлений между камерами сравнительно небольшой (обычно 0.6 МПа). Форсунки у таких двигателей применяются обычно с одним отверстием. Давление начала подачи составляет 8–10 МПа.

В дизельных двигателях с разделенными камерами сгорания достигается бездымная работа при малых значениях коэффициента избытка воздуха. Значительно снижаются требования к качеству распыливания топлива, и применяются форсунки закрытого типа с одним сопловым отверстием большого диаметра (1–2 мм). Давление впрыска топлива составляет 12–15 МПа, и обеспечивается мягкая работа двигателя. Эти дизельные двигатели являются наиболее быстроходными из всех дизелей.

Основные недостатки раздельных камер сгорания:

• низкие пусковые свойства в связи с интенсивным отводом тепла;
• высокий удельный расход топлива, большие потери тепла и значительные затраты энергии на перетекание газов из одной полости камеры сгорания в другую;
• сложная конструкция камеры сгорания и повышенные тепловые напряжения отдельных деталей.

Интересные картинки — или что бывает с форкамерами

Решил знакомый на своём Мерседесе поменять свой старый движок на om606 — правильное, на мой взгляд, решение — ведь om606 отличный и надежный движок.
Всё чудесно работало — но тут пишет недавно — ой, ой, ой — машина на дороге зачихала, остановился заглушил — да не тут то было — пришлось ее глушить затыканием подачи воздуха. Ситуация не из приятных как все понимают. В итоге машина приехала на вскрытие движка — и вот какая картина маслом.

Принимая во внимание, что это om606 — у меня лишь одно предположение что где то в топливную попал бензин или иные высокооктановые продукты переработки нефти явно не похожие на нормальную солярку — так как такая ситуация с 5ю! из 6ти форкамер. Ну и естественно — выгорели распылители.
Словом — жесть — я не думал, что такое бывает. Движок будет разбираться дальше.
Топливо из бака ради интереса планируется послать на химическую экспертизу.

У кого какие идеи есть?

FakeHeader

Comments 43

Для всех, не верящих, что у дизелей разнос случается
www.drive2.ru/l/8012062/
Очень толковая подборка видеодокументов

Просьба к автору — отпишитесь пожалуйста, по реальным результатам экспертиз.

Вполне вероятно, что CannibalMad прав. Судя по описанным синдромам — пришлось ее глушить затыканием подачи воздуха — двигатель попытался сходить «в разнос». А может и сходил. Это явление давно известно дизелистам — мотор начинает питаться моторным маслом из картера и, постоянно повышая обороты не реагирует на перекрытие подачи топлива. Заглушить можно только перекрыв воздух. Причины разноса — самые разные, а следствие одно — поступление моторного масла в «питательных» количествах в камеру сгорания. И работа мотора на смеси воздуха с маслом.
Надо тщательно исследовать поршневую группу на предмет:
— превышения максимально допустимых оборотов
— перегрева двигателя.
Очень хорошо, что в одном из цилиндров условно всё в порядке. Тогда и состояние цилиндро-поршневой группы будет заметно отличаться от остальных.
Удачи.)

Вполне вероятно, что CannibalMad прав. Судя по описанным синдромам — пришлось ее глушить затыканием подачи воздуха — двигатель попытался сходить «в разнос». А может и сходил. Это явление давно известно дизелистам — мотор начинает питаться моторным маслом из картера и, постоянно повышая обороты не реагирует на перекрытие подачи топлива. Заглушить можно только перекрыв воздух. Причины разноса — самые разные, а следствие одно — поступление моторного масла в «питательных» количествах в камеру сгорания. И работа мотора на смеси воздуха с маслом.
Надо тщательно исследовать поршневую группу на предмет:
— превышения максимально допустимых оборотов
— перегрева двигателя.
Очень хорошо, что в одном из цилиндров условно всё в порядке. Тогда и состояние цилиндро-поршневой группы будет заметно отличаться от остальных.
Удачи.)

Дыма не было со слов хозяина. Плюс поясните мне как могли прогреть форкамеры? Вы представляете какая температура должна быть чтобы так выгорели форкамеры — по сути взорвались — и сгорели распылители? Разве масло одно даст такую температуру? В этом то и дело.
Про разнос всё и так понятно — главное — что послужило причиной.

Мне самому интересно узнать что в топливе.

Вероятно, развитие событий могло быть таким:
-перегрев или превышение допустимых оборотов
-проникновение моторного масла из картера в камеру сгорания
-не полное, а полного и не может быть, сгорание масловоздушной смеси
-отложение не сгоревших частиц масла на деталях камеры, в т.ч. на поверхностях форкамеры и распылителях. Это в первую очередь, т.к. объём форкамеры гораздо хуже вентилируется при газообмене двигателя.
-форсунки продолжают работать и разжижать не сгоревшее масло топливом. Цетановое число ( способность противостоять взрывному характеру сгорания) у этой воздушно-топливо-масляной смеси гораздо ниже, чем у нормальной.
-происходят взрывы в камере сгорания, и прежде всего, в форкамере.
Всё, описанное мной — это секунды, а может и доли секунд.
А далее — всё на Ваших фото.

Видно будет по вскрытию дальше. Со слов владельца ехал по трассе в потоке — не гнал, да и вообще он не гонщик. По мне так дело в топливе, хотя и с движком могла случиться неприятность.
Посмотрим.

Верно. Надо подтвердить/опровергнуть все версии.
Успеха

Дыма не было со слов хозяина. Плюс поясните мне как могли прогреть форкамеры? Вы представляете какая температура должна быть чтобы так выгорели форкамеры — по сути взорвались — и сгорели распылители? Разве масло одно даст такую температуру? В этом то и дело.
Про разнос всё и так понятно — главное — что послужило причиной.

Мне самому интересно узнать что в топливе.

легко
ой, пять лет уже как. ))

Вполне вероятно, что CannibalMad прав. Судя по описанным синдромам — пришлось ее глушить затыканием подачи воздуха — двигатель попытался сходить «в разнос». А может и сходил. Это явление давно известно дизелистам — мотор начинает питаться моторным маслом из картера и, постоянно повышая обороты не реагирует на перекрытие подачи топлива. Заглушить можно только перекрыв воздух. Причины разноса — самые разные, а следствие одно — поступление моторного масла в «питательных» количествах в камеру сгорания. И работа мотора на смеси воздуха с маслом.
Надо тщательно исследовать поршневую группу на предмет:
— превышения максимально допустимых оборотов
— перегрева двигателя.
Очень хорошо, что в одном из цилиндров условно всё в порядке. Тогда и состояние цилиндро-поршневой группы будет заметно отличаться от остальных.
Удачи.)

Сказки.
У меня Маз жрал масло через турбину по 50 литров на 100 км и в разнос не ходил.

видимо 50литров это было очень мало)))

Сказки.
У меня Маз жрал масло через турбину по 50 литров на 100 км и в разнос не ходил.

Объясните пожалуйста, а при каких условиях дизели в разнос ходят? И почему перекрытие топлива не приводит к остановке двигателя? На чём он работает?

Не могу, потому, что-
Слышал про разнос только в соцсетях))))
За более чем 30 лет работы механиком ни один дизель ни в какой разнос не ходил.
Сам езжу на дизелях.
Долго.

Вам повезло. У меня 2 раза было (тип В-2 и ЯМЗ-238 на к-700) — никому не желаю, ибо даже рядом стоять опасно. Здесь пара ссылок

Автор этих ссылок учился в интернете, в одноклассниках.))))
Надо как то отличать сказки от вымыслов)))))
На этих моторах банально клинит рейка.
Удар молотком по регулятору приводит её в чуйство, правда не надолго.
Ремонт ТНВД лечит эту болячку без следа.

Вы правы, чаще всего начинается с подклинивания топливной рейки. Но дальше…
«Удар молотком по регулятору приводит её в чуйство, правда не надолго»
Ага. Молоток — на изогнутой и длинной, метра полтора-два ручке, и через дырку диаметром полметра в моторном щите, точным ударом по этой гадине!)))
К сожалению, не успели. Начинает собственное масло жрать.
Я бы не судил так строго и огульно всех людей, пишущих в интернете. В конце концов, мы с Вами тоже здесь пишем.) В википедии, на мой взгляд, это явление грамотно описано.

Объясните пожалуйста, а при каких условиях дизели в разнос ходят? И почему перекрытие топлива не приводит к остановке двигателя? На чём он работает?

Ломается турбина заливает кулёк начинает лить через впуск загорается и работает дальше движек на масле топливо ему уже не нужно он безконтрольно разгоняется так как подачу ничего не контролирует получается круговорот и он орет и орет …если подача топлива регулируется тут нет он просто заливает цилиндры и он как на соляре работает…поворот ключа не помогает …у меня лично на грузовой Мерседес был разнос из за топлива заливал дешёвую соляру у дизелистов и в один день не заводилась а потом завелся трудно и заорал секунд на 10 и нормализовались обороты ну думаю едем в сервис, и чувствую обороты как резиновые жму над а он орет ещё секунд 10 и вниз обороты…ну я заглушил его…потом думаю все в сервис точно завжу и он опять трудно заводится и всё-таки заводится и опять орет ну я думаю ща понизится а он нихера и разгоняется и орет как Кавасаки обороты не реальные дым черный из глушака ну я не могу передать какой густой и с какой силой выталкивал как из пожарного шланга и ключи не глушат из глушака уже Пах Пах как на моцике когда отсечку даёшь искры Уже 30 секунд орет я на панике мамочка папочка проезжающие в шоке все в дымку черном…думаю еврука ща папка тя успокоит берут оримпийку и думаю в кино 1000 раз так видел думаю накроют воздухе и все …как я ошибался он как спагетти всосал олимпийку и дальше орет …времени мало думаю щас взорвется движет 50 секунд беру молярный нож открываю кабину и все что в глаза попадается режу провода шланги трубки …иииии п а п а па заглушился…короче с движком все в порядке причина разноса соляра с водой заржавели плунжера и заклинило в открытом положении и просто безконтрольно Лили …перебрали мне ТНВД форсунки отдал я 100 000 и думаю сколько же можно было соляры купить на 100тысяч?! На 2012 4 тонны с лукойле а я у КамАЗ чтобы на 5 р дешевле брал…вот тебе и экономия…

Сказки.
У меня Маз жрал масло через турбину по 50 литров на 100 км и в разнос не ходил.

Зачем такую ерунду писать, 50 литров масла на 100км.

Кому то ерунда, а у меня эта ерунда улетала из кармана.

Может хозяин салярку чем нибудь баловал.

Ну как сказать… А что может случиться с низом? Поршни можно проверить сверху, задиры на цилиндрах тоже. Если все в порядке, то зачем мотор менять? Все-таки что 1000$ за другой мотор и 400$ за целую голову в сборе разница имеется.

Я более чем уверен что низ гнутый в дугу — фотки потом выложу. Естественно спешить никто не собирается, хотя кто их знает, жителей северной Пальмиры…возьмёт да и купит движок под замену сразу 🙂

Удачи в ремонте.

Да че там ремонтировать — замена движка будет так как при вскрытии сто пудов будет печальная картина. Вскрытие лишь даст понять чтотосталось живым и что можно продать.
Целесообразней сделать очередной раз своп :(((((

100% это не распылители. Тем более, что сразу 5 распылителей из 6 причем так круто.
В отличии от новомодных моторов эти дизеля спсобны работать на бензине, хоть и не долго.
Я бы искал причину в топливе.

Как двиг работал до этого?

Отлично работал. После свопа движка с обязательной проверкой и тарированием форсунок прошло меньше полугода.

я б на топливо в первую очередь подумал, а во вторую на неотрегулированные форсунки…

Вся правда о дизельных двигателях

На постсоветском пространстве у людей при произнесении слова «дизель» на ум приходит КамАЗ, который вечно чадит, и водитель, одетый в телогрейку, стоящий с паяльной лампой над баком машины и производящий ремонт грузовика или пытающийся отогреть бак. Однако наука и техника развиваются, и на наших дорогах появляется все больше и больше машин, современных и мощных. По их внешнему виду нельзя сказать, какого типа двигатель стоит у машины под капотом, пока не проведешь диагностику дизеля. Выдает «дизель» только постукивание характерного типа, которое ни с чем не спутаешь.

Исторически сложилось так, что сначала дизели ставили только на грузовики, корабли и технику для военных — во всех этих случаях важна экономичность и надежность, а размерами, весом и комфортом можно пренебречь. Да и ремонт грузового автомобиля тогда мог произвести каждый.

Наука не стоит на месте, технологии, применяемые в моторостроении все время совершенствуются. Именно по этой причине появились двигатели, пригодные к работе на легковом автомобиле, ремонт которых профессионально осуществляет Бош Дизель Сервис. Впервые такую машину автопром произвел еще в 1935 году. Эта машина называлась Mercedes-Benz 260 (W170). Пик популярности дизельных моторов приходится на 70-е годы прошлого столетия: именно в это время по всему миру разразился очередной бензиновый кризис, и ремонт ДВС данного типа стал затруднителен. С этого времени дизели начали устанавливать на легковушках и внедорожниках всех ценовых категорий.

Дизель — идеал для внедорожника

На автомобилях-внедорожниках устанавливают дизельные двигатели. Объясняется этот факт такими характеристиками дизеля: экономичностью, высоким крутящим моментом, как на высоких, так и на низких частотах, а также доступностью топлива и ремонта топливной аппаратуры. Именно поэтому практически каждая фирма, которая производит джипы, имеет и его дизельную модификацию, и, как правило, не одну. Новый виток популярности дизельных моторов приходится на 90-е года прошлого столетия. На это время приходится совершенствование конструкции дизелей, в топливную систему и систему управления производители активно внедряют электронику, усложняется ремонт Bosch. Новые дизельные двигатели практически не отличаются от бензиновых по таким параметрам, как вес, удельная мощность, и т.д. И что самое замечательное — при всем этом дизели остаются надежными и экономичными.

Ученые и технологи прогнозируют, что в текущем столетии бензиновые двигатели уйдут в «небытие», уступив место дизельным двигателям, что спровоцирует повышение спроса на ремонт ТНВД, ДВС и другую дизельную аппаратуру. Рассмотрим, какие же особенности дизельных двигателей позволили сделать такие выводы.

Конструктивные особенности дизелей

Конструктивно дизель практически не отличается от бензинового двигателя – у обоих есть цилиндры, шатуны и поршни. Но клапанные детали у дизеля усилены, это нужно для того, чтобы дизель воспринимал большие нагрузки (степень сжатия горючего у дизеля 19-24 единиц, а у бензинового двигателя — 9-11). Именно поэтому дизельный двигатель тяжелее и больше, чем бензиновый, а ремонт топливной аппаратуры данного типа сложнее.

Отличие между двумя видами двигателей состоит в том, что у них по-разному формируется топливно-воздушная смесь, она по-разному воспламеняется и сгорает, по-разному производится ремонт ДВС. Если двигатель бензиновый, то горючая смесь у него образуется во впускной системе. В цилиндре же происходит воспламенение смеси от искры свечи зажигания. В дизеле топливо и воздух поступают отдельно. Сначала происходит подача воздуха. В конце такта сжатия воздух нагревается до высокой температуры 700-800 градусов. После этого через форсунки в камеру сгорания поступает под большим давлением топливо, которое воспламеняется от горячего воздуха. Поэтому так необходим своевременный ремонт насос-форсунки.

По причине быстрого расширения горючей смеси резко возрастает давление в цилиндре: именно этим и можно объяснить шумность и жесткость работы дизеля. Благодаря такой организации процесса сгорания топлива дизельные двигатели могут работать на более дешевом топливе, то есть являются более экономичными. Дизельные двигатели не только более экономичные – они меньше, чем бензиновые, загрязняют окружающую среду.

Не лишены дизельные двигатели и недостатков: это шумность и вибрация, меньшая литровая мощность и проблемы с запуском холодного двигателя. Нужно сказать, что данные недостатки дизелей относятся скорее к старым моделям, а у новых эти проблемы более «завуалированы».

Непосредственный впрыск топлива

Дизельные двигатели отличаются друг от друга конструкцией камеры сгорания. Есть дизели с неразделенной камерой сгорания (второе их название — дизели с непосредственным впрыском – топлива). В двигателях такого типа топливо поступает в пространство над поршнем, плюс ко всему камера сгорания находится прямо в поршне.

Раньше непосредственный впрыск топлива применяли только на больших дизелях с низкими оборотами. Причина этого – проблемы с организацией питания, большим шумом и вибрацией. Но благодаря прогрессу, который заключается в широком внедрении топливных насосов высокого давления, 2-х ступенчатой системы впрыска и улучшении качества сгорания топлива, производители добились более устойчивой работы двигателя. Повысилось количество оборотов до 4500 об/мин, двигатель стал более экономичным, менее шумным.

Вихрекамерные двигатели

Наиболее популярным среди всех дизельных моторов является дизель, имеющий раздельную камеру сгорания. Конструктивная особенность этих двигателей заключается в том, что топливо в них поступает не в цилиндр, а в специальную камеру. Как правило, это вихревая камера, которая расположена в головке блока цилиндров и соединена с помощью специального канала с цилиндром. В вихревой камере воздух, сжимаясь, быстро закручивается – это улучшает процессы воспламенения, и образования горючей смеси. Преимущество раздельной камеры сгорания заключается в том, что давление в цилиндре нарастает постепенно, не резко. Именно поэтому вихрекамерные двигатели обладают меньшей шумностью и позволяют достичь более высокого числа оборотов. Согласно статистике, вихрекамерные двигатели устанавливают на 90 процентов легковых автомобилей и джипов. Кроме вихрекамерных двигателей, распространение получили и предкамерные дизели. Эти двигатели оборудованы специальной вставнойфоркамерой, которая соединяется с цилиндром с помощью нескольких небольших каналов. Эти каналы должны быть такой формы и сечения, чтобы в форкамере и цилиндре было разное давление, а благодаря перепаду давлений газ может двигаться с большой скоростью. Такая конструкция двигателя имеет несомненные плюсы: больший срок службы, небольшую шумность, плавное нарастание крутящего момента двигателя.

Ключевые узлы дизельного двигателя

Одной из самых важных систем дизельного двигателя является система подачи топлива. Задача топливной системы состоит в том, чтобы подавать в определенные моменты времени дозированное количество топлива при заданном давлении. Топливная система дизеля довольно сложна в исполнении и дорога по цене. В топливную систему дизельного двигателя входит: ТНВД — топливный насос высокого давления, топливный фильтр, а также форсунки.ТНВД должен подавать топливо к форсункам по заданной программе: эта программа будет зависеть от того, в каком режиме работает двигатель, а также от действий водителя.

Топливные насосы дизеля

Современный топливный насос высокого давления – это одновременно и сложная система, автоматически управляющая двигателем, и главный исполнительный механизм, отрабатывающий команды водителя. Нажатие ногой по педали газа не является непосредственной причиной увеличения подачи топлива: водитель, таким образом, лишь вносит некоторые коррективы в работу регуляторов. Регуляторы самостоятельно меняют подачу топлива, в зависимости от числа оборотов, положения рычага регулятора, давления наддува, и т.д.

Современные внедорожники оборудованы двумя типами ТНВД. Первый вид насосов высокого давления — это рядные многоплунжерные, а второй вид – насосы распределительного типа. На данный момент рядные насосы практически не применяются, хотя и обладают большей надежностью. Большее распространение получили топливные насосы высокого давления распределительного типа. В нагнетательной системе таких насосов имеется один плунжер-распределитель, который совершает поступательное движение, качая топливо, и вращательное движение, распределяя топливо по форсункам. Насосы распределительного типа устанавливают в легковых машинах. Преимущества таких насосов: компактность, высокая равномерность подачи топлива, отличная работа на больших оборотах, благодаря быстродействующим регуляторам. Не лишены распределительные насосы и минусов: они очень требовательны к качеству поступающего топлива.

В 90-х годах прошлого столетия на производстве стали внедрять электронные системы управления дизельным двигателем. Плюсы электронной системы очевидны: она делает подачу топлива более эффективной во всех режимах работы двигателя, это значительно улучшает его экономические и экологические характеристики. Современная электроника заменила механические регуляторы на более точные и простые, оставив при этом неизменной нагнетательную часть ТНВД.

Форсунки дизельного мотора

Кроме топливного насоса, в топливной системе важна еще и форсунка. Благодаря форсунке и ТНВД в камеру сгорания дизеля поступает строго определенное количество топлива. Форсунка определяет не только давление в топливной системе, но и какую форму будет иметь факел топлива – это очень важно для правильного самовоспламенения и сгорания топлива. Форсунки бывают со шрифтовым распределителем или многодырчатым. Можно сказать, что форсунке очень «не повезло», так как она вынуждена работать в тяжелых внешних условиях. Так, игла распылителя двигается возвратно-поступательно, при этом частота движения всего вполовину меньше, чем обороты двигателя. Кроме того, распылитель контактирует с камерой сгорания, в которой очень высокие температуры. Именно поэтому при изготовлении на заводе к распылителю форсунки предъявляются повышенные требования: материал распылителя должен отличаться большой жаропрочностью, тугоплавкостью.

Фильтры дизельного двигателя

Топливный фильтр – это достаточно простой, но от этого не менее важный элемент дизельного мотора. Топливный фильтр должен строго соответствовать тому типу двигателя, на котором установлен. Среди множества функций топливного фильтра есть отделение воды от топлива и ее удаление (для этого предусмотрена нижняя сливная пробка). Во многих дизельных моторах на корпусе фильтра часто устанавливают насос для ручной подкачки топлива — это нужно для того, чтобы удалить воздух из топливной системы. В некоторых моделях топливных фильтров есть системаэлектроподогрева, которая позволяет завести двигатель в зимних условиях.

Старт дизеля

В дизельных двигателях предусмотрена система предпускового подогрева. В камеру сгорания вставлены свечи накаливания, которые всего за несколько секунд могут разогреться до 800-900 градусов Цельсия: топливо, встретившись с нагретым воздухом, воспламеняется намного легче. Водитель в кабине знает о работе системы предпускового подогрева благодаря специальной контрольной лампе: когда она гаснет, значит, двигатель можно запускать. Спустя 15-25 секунд после этого прекращается электропитание свечи накаливания.

Наддув

Современные дизельные двигатели оснащены системой турбонаддува: она предназначена для того, чтобы подать в цилиндры дизеля большее количество воздуха, тем самым увеличив подачу топлива на рабочем цикле, а это, в свою очередь, приводит к увеличению мощности двигателя. Выхлопные газы дизеля имеют давление в 2 раза больше, чем у бензинового мотора: это обстоятельство позволяет подавать в цилиндры воздух, начиная с низких оборотов, без так называемой «турбоямы», которая свойственна бензиновым двигателям. На многих моделях дизельных авто устанавливают устройство для промежуточного охлаждения наддуваемого воздуха – интеркулер. Интеркулерпозволяет улучшить наполнение цилиндров и мощность до 20%. Кроме того, дизели с турбонаддувом, могут без особых проблем работать и в высокогорной местности, то есть там, где атмосферный дизель «задыхается» без воздуха. Наддув значительно улучшает процесс сгорания топлива, уменьшает жесткость его работы и помогает предотвратить потерю мощности.

Система «Common-Rail»

Обычный дизельный двигатель работает так: каждая секция насоса качает топливо в «свой» топливопровод (который идет к определенной форсунке). Внутренний диаметр такой трубки 1,6—2 мм, а внешний 6—7 мм, то есть стенки трубки являются достаточно толстыми. Топливо по «топливопроводу» проходит под большим давлением (1300—2000 атмосфер), поэтому трубка раздувается. Солярка идет в форсунку, а топливопровод сжимается снова. Именно поэтому каждый раз в форсунку закачивается небольшая лишняя доза горючего, которая увеличивает его расход. Благодаря этому уменьшается общий КПД двигателя, увеличивается дымность и шумность мотора.

«Думающая» рампа

Однако удачное решение проблемы все-таки было найдено. Теперь топливный насос подает солярку в топливную рампу (общий трубопровод), давление в котором не переменное, как раньше, а строго постоянное — 1300 атмосфер. Рампа играет роль промежуточного звена, в котором всегда находится постоянный объем горючего. Каждая форсунка теперь открывается не механически (от увеличения давления), а с помощью электронного сигнала, который поступает на катушку форсунки. Датчики передают на компьютер информацию о положении акселератора, давлении топлива в рампе, температуре двигателя. Компьютер на основе этой информации «принимает решение», сколько нужно подавать топлива и когда его подавать.

Новые возможности топливных двигателей

Управление подачей топлива с помощью компьютера позволяет подавать в камеру сгорания строго определенное количество солярки, не больше и не меньше. Сначала в цилиндры поступает очень маленькая доза солярки (примерно миллиграмм) – это топливо повышает температуру в камере сгорания, а уже потом «досылается» основная доза горючего. Для дизеля это дает более плавное нарастание давления в камере сгорания, а это ощутимо скажется на качестве работы всего мотора (он будет работать более плавно, без рывков). С помощью системы «Common-Rail» удалось исключить поступление в камеру сгорания «лишней» порции горючего. Результат от применения новой системы: уменьшение расхода солярки на 20%, увеличение крутящего момента двигателя (на малых оборотах) на 25%.

Версия для печати

Как с нами связаться

ООО «Чистодел-Дизель»

г. Арамиль, ул. Гарнизон, д. 17В

Географические координаты:

8 800 200 0921

(звонок по РФ бесплатный)

+7 (343) 302-00-43

infoek-ar.ru