Що не кажи, а серед більшості російський автомобільних обивателів дизель досі асоціюється з вантажівками, сільгосптехнікою і іншими тракторами. «Торохтить, не їде, смердіти солярой будеш завжди», - ось типові образи моторів на важкому паливі, сформовані тривалим спілкуванням з двигунами, мало чим відрізняються від того, який понад століття тому запатентував Рудольф Дизель. Тим часом, агрегат за час своєї еволюції дістався до серйозних спортивних змагань на зразок ралі-марафонів або кільцевих гонок на витривалість типу 24 годин Ле-Мана. І якщо жорстка порівняно з бензиновими установками робота і специфічний запах солярки так і залишилися невід'ємними складовими дизеля, то показники потужності вже далеко не тракторні. Але і колишня невибагливість з паливної всеядністю залишилися в минулому.
Справедливості заради слід зазначити: за все своє життя дизель завжди відставав у розвитку від бензинового мотора. У останнього грали з кількістю клапанів, з системою запалювання. Йому діставалися системи зміни фаз газорозподілу і різні варіанти наддуву. Зрештою, електронне управління подачею палива бензинові агрегати в основній своїй масі отримали набагато раніше.
А що дизель? Ми будемо не праві, якщо скажемо, що конструктори над ним не працювали. Згадаймо, що ще в кінці XIX століття сам Рудольф Дизель експериментував з кам'яновугільної пилом в якості палива. Велися роботи над двотактним мотором, перспективним з точки зору потужності. Він застосовувався на бронетехніці, тепловозах, навіть літаках, зокрема, бомбардувальниках люфтваффе (до речі, не оминули авіаінженери і чотиритактний мотор; такий, наприклад, встановлювався на радянський Пе-8). Зараз, будучи спочатку брудним по вихлопу, дизельний «двотактники» використовується тільки на морських судах. На них же нерідко існують агрегати, в яких для збільшення длинноходную між поршнем і шатуном влаштовується спеціальна вставка. Але це все «паралельні гілки еволюції». А як же установки на більш звичній для нас техніці?
У першій половині XX століття експерименти з дизелем носили зовсім вже екзотичні форми. Ось двотактний опозитний мотор Junkers Jumo 205. 6 циліндрів, 16 з гаком літрів обсягу, 867 сил - начебто нічого незвичайного. Однак поршнів 12, розташовані вони вертикально, рухаються назустріч один одному і приводяться в рух двома КОЛІНВАЛИ
Легкові дизелі відставали від своїх важких побратимів. Досить сказати, що турбонаддув, відомий на великих, включаючи авіаційні, агрегатах з першої половини XX століття, на легкових двигунах з'явився до кінця 70-х років. Розвитку компактних дизелів частково посприяв паливна криза і прийняті в різних країнах різні екологічні стандарти. Адже зміст у вихлопах оксиду вуглецю у дизеля менше, ніж у бензинового мотора.
Роботи в основному велися по оптимізації змішування і горіння паливоповітряної суміші. Відомо, що для цього використовувалася форкамера, першої брала в себе паливо. У ній воно добре перемішувалося з повітрям. Запаливши, суміш завдяки різниці тиску потрапляла в основну камеру згоряння і підпалювала повітря вже там. Протилежне рішення передбачало розташування форсунки прямо в циліндрі. Однак традиційна камера згоряння у таких дизелів була відсутня, оскільки при знаходженні поршня в ВМТ простору над ним не залишалося. Паливо впорскується в виїмку, виконану в днище поршня. У кожної конструкції були свої достоїнства і недоліки. Скажімо, форкамерний дизель відрізнялися м'якою роботою, але гіршими пусковими характеристиками і підвищеним апетитом. При цьому ні в тому, ні в іншому випадку не вдавалося домогтися значного збільшення потужності або підвищення економічності.
Дизелі з безпосереднім уприскуванням мають камеру згоряння, виконану в поршні. Вони працюють жорсткіше форкамерних, але економічніше їх. Втім, форкамери і віхрекамери - це вже минуле. Всі форсунки сучасних дизелів розташовані прямо в циліндрі
Як не вдавалося це зробити і за допомогою застосування двох видів паливних систем. Ні апаратура рядного типу, де кількість плунжерних пар дорівнювало числу циліндрів, ні паливний насос високого тиску (ТНВД) розподільного типу з єдиним плунжером не змогли принципово поліпшити процес подачі палива. Зробити це в кінці 80-х початку 90-х років намагалися, використовуючи так званий двофазний уприскування. Наприклад, фірми Isuzu і MAN в розпилювачі форсунок розміщували по два отвори. Через одне невеликий обсяг палива надходив в центр камери згоряння, через інше побільше - на її стінки. Трохи пізніше завдяки розвитку електронного урядування вдалося реалізувати охолодження камери згоряння - уприскуванням солярки в кінці такту стиснення. Це дозволило зробити займання більш м'яким і керованим. І, тим не менш, старі принципи подачі палива вже не могли відповідати пропонованим до дизелів вимогам, в тому числі по частині шкідливих викидів. Вихід із ситуації всім конструкторам бачився єдиний - значне збільшення подається в циліндри палива. Але зробити це, використовуючи традиційні рішення, не представлялося можливим. Справа в тому, що ТНВД не дає весь час постійний тиск - він прив'язаний до оборотів двигуна, до режиму роботи. Тому в магістралях відбувається пульсація палива. І якщо тиск буде істотно підвищено, відбудеться руйнування топливопроводов.
ТНВД - паливний насос високого тиску - ключовий вузол паливної апаратури дизельних моторів. Ще на зорі появи двигунів, що працюють на солярці, було ясно, що для якісного змішування з повітрям і займання її потрібно подавати в камери згоряння під великим тискам. Перші експериментальні ТНВД з'явилися ще на початку минулого століття. В кінці 20-х років Bosch випустив серійний насос для вантажних установок, а в 30-х дебютував агрегат для легкових моторів.
Паливні апаратури рядного (зліва) і розподільного (праворуч) типів не відрізнялися за якістю розпилу палива. Хоча подача солярки в другому випадку була більш рівномірною. Швидше, тут грали роль компонувальні рішення і певний запас необхідної надійності, за яким рядна ТА, звичайно ж, вигравала
тупиковий шлях
Однією з перших своє вирішення питання запропонувала компанія Isuzu. У 1998 році на трилітровому дизелі 4JX1, який встановлювався на джипи фірми, на Opel Monterey і Frontera, японці застосували цікаву систему. У ній був присутній масляний насос високого тиску і звичайний паливний насос. Форсунки несли в собі плунжерні пари і також містили моторне масло (зверху плунжера) і солярку (знизу нього). Тиск палива, що впорскується зростала завдяки тиску масла, яке збільшувалося по командам процесора. Мотор для того часу вийшов досить потужним, тяговітим, економічним і м'яким в роботі. Однак власники позашляховиків Isuzu і Opel недобрим словом поминали ці інженерні експерименти. Так, гумові ущільнювачі, покликані розділяти в форсунках змазує і горючу рідини, не відрізнялися великим ресурсом. Солярка змішувалася з маслом, насос на неодружених або середніх оборотах не міг створювати достатнього для якісного розпилу тиску. Двигун ДЛМГ або переставав тягнути. Інші ущільнювачі в форсунках відокремлювали охолоджуючу рідину. І вони також не відрізнялися видатним терміном служби. Дизпаливо змішувалося з антифризом.
Всім хороший був 4JX1, проте коли розмінював 100 тис. Км ... Форсунки форсунками, але ж реально були випадки, при яких через солярки в картері власникам доводилося не тільки відновлювати паливну апаратуру, а й капітального двигун
Ще однією причиною появи дизпалива в картері з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками ставав паливний насос. Солярка просочувалася через шток через його зносу. Що цікаво, в середині 1999 року Opel відкликав автомобілі з 4JX1 для заміни ущільнювачів. Через рік конструкцію форсунок змінили. У 2001-02-му випуск двигуна і зовсім припинився.
Свого часу експортний Trooper (або його внутрішній аналог Bighorn) користувався невеликим, але стійким попитом. У нього був певний шарм - класична зовнішність, рамна основа, торсіонна передня підвіска і бездіфференціальний повний привід з демультіплікатором і функцією автоматичного підключення переднього моста. Ось з дизелем позашляховику не пощастило
Незважаючи на недоліки, японські інженери все-таки вирішили основну проблему - хвиль тиску в системі не було, точніше, саме тиск палива була низькою, оскільки за уприскування відповідало масло. Іншими словами, роль звичного ТНВД грав масляний насос високого тиску. А ось конструктори VW в співавторстві з колегами з компанії Bosch пішли іншим шляхом. Німці відмовилися не від ТНВД - від паливних магістралей.
Два в одному
Про об'єднання насоса, плунжерній пари і форсунки думали ще на зорі дизелізації транспорту. Подейкують, що Рудольф Дизель бачив систему подачі палива саме такий - позбавленою магістралей. В середині минулого століття насос-форсунки з механічним управлінням стали приживатися на великих агрегатах, вантажних або, скажімо, суднових, хоча розмови про розвиток ними якогось позамежного тиску тоді не йшло. З середини 90-х років ці деталі вже під управлінням електроніки почали використовувати на вантажівках. А в кінці 90-х насос-форсунки з'явилися на легкових моторах Volkswagen.
Крім пристрою інжекторів, відмінності від звичайних ТНВД полягають в тому, що традиційних магістралей в таких системах немає. Оскільки насос-форсунки встановлені безпосередньо на ГБЦ, роль їх грають канали в головці блоку. А вони, само собою, здатні витримати дуже значний тиск і його зміна. Ще одна особливість подібної схеми, правда, пов'язана з розвитком радіоелектроніки, - електромагнітні клапани, що дозволяють вводити паливо кілька разів за цикл. В середині минулого десятиліття з'явилися пьезофорсунками. У них використовується так званий п'єзоефект - на спеціальні кристали подається напруга, і вони від цього змінюють обсяг, піднімаючи голку форсунки. При уявній футуристичності пьезофорсунками визначили новий рівень розпилу палива. Спрацьовують в кілька разів швидше електромагнітних, дозволяючи вводити солярку ще частіше і домагатися більш повного згоряння палива.
Основна проблема насос-форсунок - це компоновка в голівці блоку, де вони займають багато місця. Тому в основному дизелі з ним мають по два клапани на циліндр. Хоча у VW все-таки були дволітрові 16-клапанні мотори. Скоріше, виняток. Наприклад, у того ж Touareg на 2,5-літрової «п'ятірці» і п'ятилітрову V10 з насос-форсунками всього лише по два клапана. Для споживачів же ці деталі - потужний каталізатор зростання ремонтного бюджету
Втім, і у насос-форсунок є вроджені конструктивні недоліки. Так, з-за їх громіздкість ускладнена компонування головки блоку. А привід від розподільного обумовлює таку ж залежність від оборотів двигуна, як і у попередніх паливних систем.
межа досконалості
Спроби «розв'язати» режими роботи двигуна і тиск на уприскуванні робилися давно. У Першу світову війну щось подібне нинішнім системам common rail для подачі солярки і мазуту на двигунах підводних човнів використовувала британська компанія Vickers. Нібито ще в 20-х роках минулого століття цим займалися радянські інженери. А в 60-х пропонували теоретичні викладки і створювали прототипи швейцарські конструктори. Про запровадження на конвеєр говорити не доводилося - не дозволяли технології. У першій половині 90-х, тим більше в Японії вони, зрозуміло, вже піднялися до потрібного рівня. Корпорація Denso запропонувала common rail з електронним управлінням на дизелі вантажівки Hino Ranger в 1995 році. А концерн Fiat в співавторстві з фірмою Magneti Marelli вперше застосував систему в 1997-му на Alfa Romeo 156. Зараз common rail використовується практично повсюдно. Рідкісні фірми, та й то не на всіх моделях, вважають за краще насос-форсунки. Чому?
Схема системи common rail не така складна, як може здатися. Насос, що підкачує (не показаний), ТНВД, рампа-акумулятор тиску і форсунки. Раніше реалізувати подібний принцип подачі палива не дозволяли технології обробки матеріалів
Пояснення в самій назві системи, адже common rail в перекладі означає «загальна магістраль». Або рампа, або акумулятор високого тиску. По суті, труба-резервуар, куди ТНВД «запресовує» паливо і підтримує там постійний тиск. А вже з неї солярка надходить до форсунок (електрогідравлічним або з п'єзоелементами). Причому величину тиску в залежності від режимів роботи, керуючи насосом, встановлює процесор. І вона ніяк не залежить від послідовності і частоти уприскування. Більш того, з моменту появи common rail тиск постійно піднімають. В кінці 90-х - початку 2000-х насоси розвивали 1200-1300 атм., Проти 1000 атм. у звичайних ТНВД. Зараз досягнутий максимум - 2200 і навіть 2500 атм. Це якщо і не граничне значення, то, у всякому разі, дуже близьке до нього. Подальший розвиток уприскування з акумулятором тиску, ймовірно, може розвиватися тільки по керуючої електроніці. А ось альтернативи «Рейлі» поки не видно. Що ж стосується подальшої жорсткості екологічних вимог, то задовольняти їх, очевидно, будуть за допомогою вдосконалення каталітичних нейтралізаторів.
Крім більш якісного розпилу і більш повного згоряння палива, і насос-форсунки, і common rail допомогли реалізувати багатоімпульсний уприскування - до 4 і більше подач солярки за робочий цикл. Це дозволило зробити дизелі економічніші і екологічніше
крах стереотипів
На жаль, як і по багатьох атрибутів технічного прогресу в автомобілебудуванні, очікувати повернення до старих дизельним принципам роботи не доводиться. Відносно двигунів на важкому паливі навіть проглядається якась іронія долі і насмішка творців. Адже дизель завжди був чи не синонімом всепрощення в експлуатації. Бухнув ти в бак рідини, купленої у знайомого тракториста-машиніста, або перейшов річку вбрід по лобове (звичайно, з шноркелем). Прочхали »і поїде далі. Тепер же, подібно легковикам з бензиновими моторами, оснащеними безпосереднім уприскуванням, будь-який автомобіль з common rail прив'язаний до АЗС з якісним паливом. Що ж робити тим, хто хоче придбати, скажімо, новий пікап-позашляховик, але сам проживає далеко від «центрів цивілізації»? Питання без конкретної відповіді.
Тим часом, деякі власники, особливо ті, хто і раніше мав невибагливі дизельні машини минулих поколінь, до сих пір вірять у всеїдність моторів. Розчарування може прийти швидко. Досить однієї заправки соляркою, багатою водою, щоб вийшов з ладу ТНВД у common rail або качають паливо елементи в насос-форсунках. А який ресурс деталей в тепличних умовах?
До заміні форсунок нужно буті готуємо при пробігах в межах 100-150 тис. Км. За прецізійність Виконання, если мова идет про електромагнітні складових, придется віддаті від 10 до 20 тис. Руб. Найстрашніше для власника насос-форсунки, Яким на Деяк моторах віддає предпочтение VW. Ці можуть оцінюватися і в 25 тисяч за штуку, і добре за 30. пьезофорсунками - привілей в основному європейських автомобілів - здатні коштувати ще дорожче. Від 25 до майже 40 тис. Руб.
Пьезофорсунками (зліва) поступово приходять на зміну електромагнітним (праворуч). Швидкість зміни розмірів п'єзокристал, які піднімають голку, вище, ніж у електромагніту, що займається тим же. Це дозволяє збільшити частоту уприскування за цикл. Але коли вони зношуються, вся паливна економія виглядає ефемерною - різниця в ціні може бути чотирикратної
ТНВД живуть довше - до 200-250 тис. Км. Але в ряді випадків можна говорити про 300 000 і більше тисяч км. Правда, і заплатити при заміні доведеться більше - 40-70 тис. Руб. Деякі насоси (втім, як і форсунки) можна відновити в великих містах країни - і заощадити до половини суми. Протилежна ситуація, коли металева стружка з пошкодженого ТНВД добирається до рампи, форсунок і через обратку пробирається в бак. Деякі виробники в ремонтні процедури включають заміну останнього і магістралей.
При хорошому паливі ТНВД здатні відходити мало не до капіталки двигуна. З іншого боку, насос може засудити лише одна заправка. Особливо руйнівна дія на нього чинить вода
До природного зносу компонентів системи при використанні якісної солярки бувають і інші клопоти. Наприклад, трилітрові Touareg першого покоління і Discovery III з дизелем 2,7 л відгукувалися для заміни ТНВД. Дволітрові фольксквагеновскіе дизелі з common rail при пробігу близько 100 тис. Км турбують ущільненнями форсунок. В одних мерседесовских агрегатах (2,1 і 3,0 л) часом підводять регулятори тиску і форсунки (2,1 л, змінювалися за рахунок виробника). В інших (інший 2,1 і 2,7 л) - зняття після 100 тис. Км прикипіла форсунки може привести до заміни не тільки її, але і ремонту або зміні головки блоку. Обробляти мастилом! Вбивають форсунки при знятті їх і на Ssang Yong. Привести до цього може мийка двигуна під тиском. Процес ремонту також забезпечить процедура заміни свічок розжарювання. Вони влаштовані в глибоких і вузьких колодязях. Деякі механіки навчилися виходити з положення. Але ті, кому не вистачає кмітливості, змушені знімати форсунки - копійчана операція виливається в серйозне з фінансів відновлення.
Досить проблем доставляє власникам Nissan Navara - відмовою регулятора тиску, виходом з ладу однієї з секцій ТНВД, по всій видимості, бракованими форсунками, чиї несправності не були безпосередньо пов'язані з якістю палива. Схожі неприємності, за винятком насоса, переслідують і дизелі Hyundai / Kia.
YD25, який встановлюється на Nissan Navara і Pathfinder, а також на ряд моделей для внутрішнього ринку Японії, багатостраждальний мотор. Звичайна паливна апаратура доставляла дуже багато клопоту. Її змінили на common rail, але і в цьому випадку дизель залишився проблемним саме по системі подачі палива
прості правила
При всій своїй ніжності сучасна паливна апаратура в порівнянні з колишніми механічними системами має незаперечні переваги. По-перше, дизелі з нею позбавлені недоліку попередників - не гріють і не киплять від того, що пішов кут випередження впорскування. По-друге, діагностика common rail і насос-форсунок набагато простіше, ніж у механічних систем. Є і зворотна сторона - виробники апаратури Denso ( «японці», Ford, Land Rover) і Siemens (Land Rover), на відміну від Bosch і Delphi, постачають запчастини та інформацію на вторинний ринок з «запізненням» в кілька років. Така ось прив'язка до офіційних дилерів. А до форсунок розпилювачі знайдуться тільки в рідкісних випадках. Звідси висока вартість ремонту.
А як себе убезпечити? Той випадок, коли вибір АЗС має вирішальне значення. Зовсім не зайвим буде попросити паспорт якості палива. Варто встановити між баком і основним фільтром Separ. Він не відсіче дрібнодисперсні включення, зате не допустить до ТНВД воду і не нагрузить надміру підкачує насос. Само собою, не можна їздити «на лампочці», з фільтрів бажано вибирати оригінальні і міняти не рідше, ніж через 5-15 тис. Км. Загалом, робити щось треба все те ж саме, що і в відношенні колишніх паливних апаратур. Тільки ціна питання значно вище. А ще, звичайно, шкода, що хоча б на самих сермяжное автомобілях, на зразок пікапів і зараз вже рідкісних чесних джипах, не можна побачити старий ТНВД і форсунки, які були здатні працювати на суміші води і сірки. Тому що все-таки дуже сильно російська паливна дійсність відстає від нинішніх технічних реалій.
Фільтр-сепаратор не забезпечить очистку на рівні основного оригінального фільтрує. Зате вбереже від води, яка зустрічається на наших заправках. А завдяки прозорій колбі знизу можна по виду відстежувати якість залитої солярки
Віктор Івашкевич, технічний директор СТО Політех-Автоград, стаж за фахом більше 10 років
- Крім вибору якісного палива і установки Сепар, варто в деяких випадках (скажімо, заправка на сумнівною АЗС в дальній поїздці) перевіряти стан солярки. Досить злити паливо з фільтра і подивитися, чи є там якісь сторонні включення. Найгірший варіант - металева стружка. У такій ситуації вже потрібно йти далі, проводити ревізію насоса і форсунок. Останні, до речі, бажано періодично діагностувати і чистити. Все ж паливо у нас далеко не завжди відповідає тим вимогам, які пред'являють до нього сучасні дизелі
А що дизель?А як же установки на більш звичній для нас техніці?
Чому?
Що ж робити тим, хто хоче придбати, скажімо, новий пікап-позашляховик, але сам проживає далеко від «центрів цивілізації»?
А який ресурс деталей в тепличних умовах?
А як себе убезпечити?