Наша сеть партнеров Banwar
Перший більш мене реальний двигун внутрішнього згоряння ДВС з'явився 1860, представив його JJE Lenoir (хто вивчав теорію ДВС пам'ятають цикли Lenoir). Протягом наступного десятиліття було їх зроблено кілька сотень. Потужність, яку вони видавали, становила шість л / с і його ефективність досягала 5%. 1867 року з'явився на світ Otto-Langen двигун з ефективністю близько 11%. Їх було вироблено вже кілька тисяч. Взагалі Nicolaus A. Otto і Eugen Langen були в той час одними з головних винахідників ДВС. Так їх роботи і посій день актуальні (так само згадуєте Отто цикл).
Двигуни внутрішнього згоряння бувають 2-х типів:
- compression ignition engine (Дизельний двигун) - загоряння відбувається за рахунок нагріву суміші через стиснення.
- Spark Ignition (Отто, Gas engine або бензиновий двигун) - загоряння відбувається за допомогою свічки запалювання.
У 1880 році ДВС був в перші встановлений саме на автомобіль. А в 1892 році Рудольф Дизель удосконалив свій двигун, до стану, як він в принципі виглядає і в наші дні. Це вже був compression ignition engine. Перші його експерименти були з використанням твердих сортів палива. Перші compression ignition engine були дуже великі, галасливі, повільні, одна циліндрові, але при цьому вони були в ті часи більш ефективні ніж - Spark Ignition. Розвиток тривало і тільки в 1929 році, був зроблений багато циліндровий, не великих розмірів дизельний двигун (не дуже мені подобається ця назва, але це більш коротко в написанні) і встановлений на автомобіль.
Звичайно, дизельні двигуни бувають як 2, так і 4 тактні.
Процес подачі палива може бути:
1. prechamper process
переваги:
- Низький рівень шуму, коли двигун прогрітий
- Менше навантаження на двигун
недоліки:
- Гучний, коли холодний
- підвищена витрата палива
2. Direct-injection process (безпосереднє уприскування)
переваги:
- Більш економічний
- Краще холодний старт
- Це процес майбутнього
недоліки:
- Вище рівень шуму
- Більш висока навантаження на двигун якщо подача палива здійснюється не зовсім точно (Неточності настройки і т.д.).
Тепер небагато про компресії. компресія:
- або тиск в камері згоряння в дизельному двигуні залежить від наступних факторів:
- Оберти двигуна
- распредвалах
- Вступник повітря
- Температура повітря, що поступає
- і т.д.
Приблизно ось так виглядає кінцева компресія (тиск в камері згоряння) і зміни температура при стисненні, як функція оборотів двигуна. Або просто - чим вище обороти, тим вище компресія і температура.
Повітря, нагріте на такті стиснення (compression stroke) повинен запалити, запалити надходить паливо. Необхідна температура займання для дизельного палива приблизно 220 градусів. Це той мінімум, який необхідний для роботи дизельного двигуна. На високих оборотах температура повітря може без проблем досягати 700 градусів. Чим менше швидкість двигуна або обороти двигуна, тим менше кінцева компресія і відповідно менше кінцева температура при стисненні (постарайтеся цей простий принцип просто запам'ятати, він буде важливий, коли я буду описувати методи підвищення потужності).
холодний старт
Як Ви вже знаєте, мінімальна температура повітря на такті стиснення повинна бути 220 градусом, щоб почався процес саме запалення суміші. Тому при низькій температурі і низьких оборотах ми повинні впорснути паливо близько до піку тиску в камері згоряння.
Температура стиснення повітря для холодного старту, як функція кута колінчастого вала
Типи подачі палива в дизельних двигунах
Я не буду розписувати всі типи, види їх відмінності тому ідея даного поста (кінцева - як підвищити потужність).
Чи не забагато про in line fuel injection pump
Такий тип використовується на вантажівках Мерседес, МАН і т.д. На легкових машинах 240 300D Mercedes, C250D / C250TD Mercedes і т.д.
Напевно, так само коштує не багато розповісти про сучасний - Common-Rail fuel injection system
Bosh "Common Rail" система подачі палива в direct injection (прямий, безпосереднє уприскування) дизельних двигунах - це неймовірно висока гнучкість в адаптації системні уприскування. Використовується не тільки на пасажирських автомобілях, але і на важких вантажівках. Високий тиск упорскування - до 1400 Бар. Варіабельний старт уприскування. Допоміжний, основний і додатковий впорскування (pilot injection, mian injection and post injection) Зміна, встановлення тиску подачі палива в залежності від ситуації (operating mod) і т.д.
Такі системи звичайно без ЕБУ вже не обійдуться. Як мінімум для правильної роботи необхідні дані з датчика положення коленвала, датчика положення распредвала, датчика положення педалі газу, датчика тиску, датчика тиску палива (pressure sesnsor), температура ОЖ, датчик маси повітря. На останніх моделях я вже зустрічав і датчик ЕГТ (температури вихлопних газів).
І знову відео анімація
турбодизель
Більшість сучасних дизельних двигунів оснащені різними турбінами, компресорами. Трохи про турбінах:
- Non wastegate turbo. Такі турбіни не можуть розкрутитися більш ніж 100 000 оборотів. Мають більш вузький діапазон роботи. Але можуть бути дуже ефективні, якщо правильно підібрані. В основному використовуються на вантажівках.
- Турбіни з вестгейта використовуються для зменшення лага на малих обертах і щоб не був овербуст (контролюють максимально допустимий тиск) на високих оборотах двигуна
- VNT Turbo або просто варіабельні турбіни мають широкий діапазон. напевно це майбутнє для дизельних двигунів
Турбіна Porsche 911 Turbo.
Тепер поговоримо про принципи підвищення потужності на дизельних моторах. А це дуже просто, правда, необхідно тільки збільшити подачу палива і все, потужність зростає зі страшною силою. Але це тільки одна сторона медалі. Якщо хто займався налаштуванням бензинових турбо моторів, то знають, як легко його покласти. Так ось, під час налаштування дизельного мотора, це ще простіше зробити (вбити мотор). Моя рекомендація - якщо у Вас немає досвіду, знань - довірте цю процедуру професіоналові. А я в цьому пості розповім принципи, які допоможуть Вам у цій проблемі.
Для розуміння я приведу відмінності в налаштуванні між - compression ignition engine і Spark Ignition. Чому я використовую саме це формулювання, а не дизельний і бензиновий двигуни. Та все дуже просто, і Spark Ignition двигун працює не тільки на бензині, це може бути і газ, етанол, метанол та ще купа різних вуглеводнів, це саме можна сказати і до - compression ignition engine, він працює не тільки на дизелі. Але ось процеси не залежать від виду палива, тільки від виду, типу ДВС (і будь ласка, не треба вказувати які ще бувають двигуни, мова, пост не про це.
У бензинових ДВС наше основне завдання для підвищення потужності, це збільшити подачу кисню в камеру згоряння. Для боротьби з підвищенням температури в камері згоряння, ЕГТ з детонацією, (загоряння палива на такті стиснення без допомоги свічки запалювання. Ми багаті паливо повітряну суміш. Коротше чим багатша суміш, тим сильніше ми охолоджуємо камеру згоряння, поршня і т.д.
У дизельному моторі - чим більше ми подамо палива, тим вище буде температура в КС. Це одне з основних відмінностей.
Далі, згадуєте вище я просив Вас запам'ятати, що температура повітря в кінці такту стиснення в дизельному моторі підвищується з підвищенням обертів. Це дуже важливо.
Дизельні мотори працюють в порівнянні з бензиновими на дуже бідних сумішах. Якщо скажімо бензиновий мотор 14.7 при малих навантаженнях і 12.5 для максимальної потужності, то дизельний двигун 15.0 на малих обертах (1000 об / хв) і 24-28.0 на 4000-4500 об / хв (стік настройки).
Тепер Ви розумієте, чому зі збільшенням оборотів необхідно бідна суміш. Якщо ми, залишимо таку ж АФР 15.0, як на низьких оборотах, так і на високих, у нас просто через сильно зрослої температури в КС вибухне мотор.
Так що ж робити. Та все просто, в цьому нам допоможе буст (надувши). Само по собі підняття надлишкового тиску тільки зменшить потужність тому суміш стане біднішою. Але ось, то, що АФР (паливо повітряна суміш) стане біднішою, дає нам можливість збільшити подачу палива і як наслідок збільшення потужності.
Тепер ясно, що для збільшення потужності в дизельному моторі необхідно збільшити подачу палива і направити всі зусилля, застосувати всілякі способи, які нам доступні для зниження температури в КС. Давайте опустимо моменти пов'язані з модернізацією системи подачі палива, як це зробити тому цих систем в дизельних моторах багато, отже, і методи, способи різні. Зупинимося на принципах.
Підвищення надування на 10% на стік машині, скажімо для прикладу на VW TDI 2.0 170 сил в стоці за паспортом до 1.7 бара (надлишку, чи не абсолютного тиску) це безпечно. Потужність перед налаштуванням була 182 сили (це нормально для VAG машин, вони часто занижують потужність). Після настройки 205 сил.
Це тільки настройка. Що ще можна зробити? Звичайно якщо ми говоримо про серйозному тюнінгу то звичайно, не кажучи про заміну турбіни, удосконалення системи подачі палива, системи охолодження двигуна (радіатор, помпа) для боротьби з температурою в КС можна використовувати такі ж методи які використовуються в бензинових двигунах для боротьби з детонацією:
- більш продуктивний інтеркулер
- Установка системи упорскування вода / метанол (про цю систему вже є кілька статей)
- удосконалення системи випуску
- модернізація системи впуску
- підбір турбіни з максимальною ефективністю під плановану потужність.
Але найголовніше - це настройка. Якщо під час налаштування бензинового двигуна в якості індикаторів ми використовуємо датчик детонації, АФР, ЕГТ (температура вихлопних газів) і стежимо онлайн за зміни потужності (реальної під навантаженням), то для дизеля ЕГТ і АФР. Більш того, коли ви налаштовуєте, то значення ЕГТ повинні враховуватися тільки після, як мінімум 20 секундному утриманні мотора під повним навантаженням на різних оборотах. Я чув, що деякі настройщики додають суміш до того часу, поки не піде чорний дим, а потім не багато прибирають - це не правильно. Якщо Ви налаштуєте мотор і при цьому вимірювання ЕГТ були зроблені тільки при короткостроковій навантаженні, то це не факт, що температура не буде підвищуватися при більш тривалій їзді при повному навантаженні. А якщо температура буде перевищувати граничні значення, то це питання часу що у Вас першою вийде з ладу двигун або турбіна.
У наступній статті мова піде про види чіп боксів (power box for diesel), що важливо саме для настройки і розповім Вам наш фірмовий трюк, як ми робимо без модернізацій, на стік машинах ще плюс 10-20% потужності і це БЕЗПЕЧНО.
Більш докладно про збільшення потужності поговоримо в наступній статті. Збільшення потужності дизельного двигуна, паливні картки
Автор: Володимир Шарандін
Що ще можна зробити?