Надо ли прогревать дизельный двигатель с турбиной: Надо ли прогревать дизельный двигатель – прогрев дизельного двигателя с турбиной и без нее

Надо ли прогревать дизельный двигатель – прогрев дизельного двигателя с турбиной и без нее

Инструкции к современным автомобилям зачастую на вопрос «стоит ли прогревать дизельный двигатель» однозначно отвечают – Нет. Однако, в большинстве случаев это продиктовано защитой экологии и законами страны выпуска автомобиля: в некоторых странах предусмотрена административная ответственность в форме штрафов за работу двигателя во время простоя автотранспортного средства. В то же время технические характеристики автомобиля говорят об обратном, так как в большинстве авто количество оборотов на холостом ходу значительно ниже. Отсюда можно предположить, что прогрев дизельного двигателя нужен и предполагается.

Минусы прогрева дизельного двигателя

• Вредные выбросы в атмосферу.
• Излишний расход топлива.
• Более быстрый износ комплектующих системы по отработке газов.
• Чрезмерная нагрузка на свечи зажигания.

Плюсы прогрева дизельного двигателя

• Оптимальное распределение масла и смазывание основных узлов автомобиля до начала движения способствует меньшему износу основных систем автомобиля. К примеру, это значительно продлевает срок службы двигателя внутреннего сгорания.
• Обеспечивается более плавный ход автомобиля во время движения.

Таким образом, можно сделать вывод, что прогрев дизельного двигателя зимой желателен, чтобы увеличить срок службы автомобиля и оптимизировать его эксплуатацию.

Рекомендации по прогреву дизельного двигателя

• Правильный выбор дизельного топлива. Существует три основных разновидности солярки: летняя, зимняя и арктическая (работает при экстремальных температурах ниже минус 35 градусов). Дабы избежать длительного прогрева двигателя, нужно использовать топливо адекватное времени года. Применение летней солярки зимой будет провоцировать излишнюю парафинизацию и кристаллизацию, что создаст не только трудности при прогреве, но и будет способствовать засорению топливного и воздушного фильтра.
• При низких температурах для оптимизации температуры в камере сгорания можно несколько раз (3-5) включить и выключить зажигание. Это оптимизирует прогрев и уменьшит его срок
• Зимой прогрев дизельного двигателя с турбиной должен осуществлять примерно 5 – 10 минут, а летом не более двух минут. Это позволит достичь наилучшего результата и избежать перегрева.

Таким образом, вы узнали, как прогревать дизельный двигатель зимой и летом. В случае возникновения каких-либо трудностей или неисправностей, просто позвоните по телефону: 8-499-390-07-35, и наши мастера из службы экстренной помощи на дорогах приедут в любую точку Москвы и Московской области.

Нужно ли прогревать дизельный двигатель

Забота об экологии во многих странах привела к тому, что прогревать бензиновый или дизельный автомобиль запрещено на законодательном уровне. Более того, в руководствах по эксплуатации сами производители автомобилей рекомендуют сразу начинать движение и греть мотор на ходу. Вполне очевидно, что ресурс агрегатов был попросту отодвинут на задний план, так как в развитых странах обновление модельного ряда происходит приблизительно каждые 3-4 года, а этот срок (100-150 тыс. км.) двигатели вполне выхаживают.

Что касается увеличения ресурса, устройство дизельного мотора, его особенности топливоподачи и принцип воспламенения рабочей смеси от сжатия определенно требуют прогрева силовой установки перед поездкой по ряду понятных причин:

• прогрев топливной системы дизеля;
• нагрев деталей мотора перед нагрузками;
• прогрев системы смазки в холода;

Содержание статьи

Сгорание топлива

Как утверждают производители, системы топливного впрыска современного дизеля позволяют двигаться сразу после запуска двигателя, распыл дизтоплива в цилиндрах реализован так, что солярка не смывает масляную пленку с поверхности гильз.

Так или иначе, но при низких температурах воздуха очень часто дизельное топливо становится более вязким, снижается его текучесть. На работу дизеля также влияет показатель цетанового числа солярки, наличие различных примесей и присадок, а также общее качество горючего. Предпусковые подогреватели, свечи накала и другие решения созданы для облегчения запуска, но эффективность распыла топлива дизельными форсунками все равно зависит от выхода ДВС на рабочие температуры. Дополнительно стоит учитывать, что подача холодного наружного воздуха приводит к общему снижению температуры внутри цилиндра.

Испаряемость дизтоплива в режиме прогрева заметно ухудшается. Агрегат заводится, но в холодном моторе солярка оседает на стенки цилиндров, сгорает не полностью. Если к этому добавить нагрузки при движении, тогда условия работы для мотора становятся достаточно тяжелыми.

По этой причине дизельный двигатель зимой нуждается в определенном прогреве перед началом движения и повышением нагрузок. С ростом температуры сгорание топлива в камере становится равномерным и полноценным.

Цилиндропоршневая группа и КШМ

Стоит учитывать, что прогрев дизельного двигателя не отличается равномерностью. Одни детали нагреваются быстрее, другие еще остаются холодными. Элементы ДВС выполнены из металла и сплавов алюминия ( КШМ, цилиндры, поршни, валы и т.д.). Как известно, при нагреве тело расширяется, а от материала изготовления зависит время нагрева и коэффициент расширения.

Получается, только после выхода мотора на рабочие температуры устанавливаются оптимальные тепловые зазоры, трущиеся пары смазываются должным образом. По этой причине немедленное начало движения и дополнительные нагрузки на холодный двигатель сокращают его ресурс.

Нагрев моторного масла

Конструктивные особенности дизелей сравнительно с бензиновыми моторами предполагают уменьшенные зазоры, которые присутствуют между стенкой цилиндра и поршнем. ДВС на солярке имеют высокую степень сжатия, что также означает серьезные нагрузки на цилиндропоршневую группу.

Износ деталей минимизирует моторное масло. В холодное время года смазка в картере двигателя густеет. На стенках цилиндров и поверхностях трущихся деталей после простоя сохраняется только небольшая масляная пленка.

После холодного запуска эффективная работа системы смазки начинается с момента выхода ДВС на рабочую температуру (масло окончательно разжижается, нагревается и начинает работать в оптимальных условиях). Дизели с турбонаддувом дополнительно требуют качественной подачи разогретого моторного масла для смазки турбокомпрессора. От этого напрямую зависит ресурс турбины дизельного двигателя. Логично, что масло нужно немного прогреть на холостом ходу, а с началом езды не подвергать двигатель и турбину нагрузкам до полного прогрева.

Что в итоге

Чтобы ответить на вопрос, как и сколько времени нужно прогревать дизельный двигатель на холостом ходу зимой, необходимо учитывать специфику моторов данного типа. Прежде всего, дизельный двигатель имеет высокий КПД, такой мотор в холода сложно прогреть на холостых оборотах. Вторым нюансом является тот факт, что работа ДВС в режиме холостого хода (минимальные обороты) означает низкое давление масла в системе смазки двигателя и относится к тяжелым условиям эксплуатации.

Получается, оптимальным вариантом будет зимний прогрев от 5 до 10 минут зависимо от наружной температуры. За это время ОЖ в системе охлаждения прогревается на 40-50 градусов Цельсия, разогреваются детали, разжижается масло, полноценно сгорает топливо в цилиндрах.

После такого прогрева можно плавно начинать движение на пониженной передаче и низких оборотах. В теплое время года будет достаточно не более 1-2 минут прогрева дизеля перед поездкой, а в процессе езды мотор быстро и полностью прогреется.

Напоследок добавим, что прогрева требует не только двигатель, но и трансмиссия. Особенно чувствительны к нагрузкам «на холодную» автоматические коробки передач гидротрансформаторного типа, куда также заливается масло. Специальные трансмиссионные масла в АКПП выступают не только смазочным материалом, но и рабочей жидкостью, которая подается к узлам коробки под давлением.

Читайте также

• Как прогревать дизель

  Как правильно прогревать двигатель автомобиля. Особенности прогрева моторов с карбюратором, инжектором и установленным ГБО, а также дизельных двигателей.

Сколько нужно прогревать турбированный двигатель?

Турбированные двигатели можно встретить в современных авто все чаще, но, к сожалению, «культура» эксплуатации таких двигателей еще не слишком укоренилась среди автолюбителей. Возможно, это связано с отсутствием актуальной информации о том, как именно нужно использовать двигатель, оснащенный турбиной, таким образом, чтобы максимально продлить срок его эксплуатации.

Чтобы ремонт и восстановление турбины не потребовалось достаточно долго, нужно следовать требованиям к эксплуатации, заявленным производителями и рекомендованными мастерами по ремонту и техническому обслуживанию компании Turboday. К таким правилам, прежде всего, относятся следующие:

1. Чтобы турбина служила долго, необходимо своевременно проходить техническое обслуживание автомобиля. Это позволит своевременно заменить или отремонтировать те узлы, которые могут оказать влияние на работу турбированного двигателя и избежать его поломки.
2. Специалисты рекомендуют своевременно осуществлять замены масляных фильтров и моторного масла, а также использовать только масло, подходящее к той или иной турбине.
3. Не следует резко стартовать и набирать обороты, в особенности, в зимнее время, так как это может привести как к моментальной поломке, так и к возникновению неприятных отдаленных последствий.
4. Требуется перед эксплуатацией прогревать двигатель, так как это позволяет маслу приобрести оптимальную для эксплуатации турбины температуру.

Если следовать этим правилам всегда, вне зависимости от обстоятельств, то турбированный двигатель не потребует ремонта до 150 000-250 000 км. А это позволит, безусловно, владельцу авто сэкономить на ремонте и обслуживании.

Для чего нужно прогревать турбину?

Как мы уже говорили, перед тем как «стартануть» и поехать, специалисты рекомендуют несколько минут продлить турбированный двигатель. Для чего это нужно? Прежде всего, для того, чтобы масло приобрело оптимальную температуру и было «доставлено» ко всем узлам турбонаддува. Благодаря этому будет обеспечено максимально «комфортное» для турбины скольжение, даже на высокой скорости и при больших оборотах.

Если вы оставляете свое авто для стоянки на морозе, то на всех узлах турбины остается определенное количество машинного масла. При холодном пуске есть большой риск того, что некоторые узлы турбины могут быть повреждены из-за усиленного трения при недостаточной смазке. Такой подход может привести к преждевременному выходу турбонаддува из строя.

Сколько времени нужно маслу, чтобы нагреться?

Прогревать машину, по мнению экспертов Турбодэй, нужно по-разному, в зависимости от температуры окружающего воздуха:

1. В теплое время года, при высокой температуре воздуха, достаточно 2-3 минут для того, чтобы масло приобрело нужную температуру и было доставлено ко всем узлам турбины.
2. В зимнее время понадобиться 5-6 минут на «разогрев», достаточный для обеспечения оптимальных условий эксплуатации.

Кроме того, не нужно сразу набирать полные обороты. Турбина может выдавать до 10 000 оборотов, но для оптимального старта будет достаточно 2-3 000 оборотов. В таком щадящем режиме рекомендуется перемещаться на протяжении 10-15 минут и тогда многих поломок турбированного двигателя удастся избежать.

Если при старте вы обнаружите нехарактерные звуки или из выхлопной трубы вашего автомобиля будет идти дым сизого или черного цвета – это повод как можно скорее обратиться к специалистам по ремонту турбин, пока агрегат еще можно спасти и отремонтировать.

Прогрев дизельного двигателя зимой – прихоть или необходимость?

С тех пор, как двигатели внутреннего сгорания стали устанавливать на автомобилях, среди автомобилистов начались неразрешимые споры, а надо ли его прогревать?

Опытные автовладельцы знают, что прогревать автомобиль необходимо, особенно если на нем установлен дизельный двигатель с турбонаддувом, и это нужно делать не только зимой.

 

3 основные причины, почему следует прогревать дизельный двигатель

 

1. В холодную погоду изрядно падает испаряемость дизельного топлива, так как оно оседает на стенках цилиндров, в результате ухудшается воспламенение.
2. Холодное дизельное топливо имеет сниженную вязкость, что пагубно влияет на качество распыления форсунками, а также возникает эффект парафинизации.
3. Воздух в зимнюю пору имеет низкую температуру и при его подаче мгновенно охлаждается воздушно-топливная смесь, что также может не только усложнить запуск, но и повлиять на работу турбины дизельного двигателя, если таковая имеется.

И это только те проблемы, которые не видны простому владельцу дизеля, а что говорить об очевидных проблемах непрогретого двигателя:

• Сложно завести, порой даже невозможно;
• Дергается или работает рывками;
• Обильное количество сизого или белого дыма;
• Глохнет при заведении и др.

Качественный прогрев дизельного двигателя зимой позволит всего этого избежать. Особенно это касается владельцев дизелей с турбокомпрессорами. 

 

Как избежать проблем с запуском дизеля в холодную пору года?

 

1. Самое важное в дизелях – это использовать соответствующее топливо. Для зимы существует так называемая «арктическая солярка». Это зимнее дизельное топливо, которое можно использовать при низкой температуре воздуха, но не ниже -30 0С.
2. Перед запуском дизеля необходимо ждать несколько секунд с включенным зажиганием, пока свеча накаливания разогреет воздух в камере.
3. После запуска необходимо обязательно прогреть двигатель на минимальных оборотах – не менее 7 минут в зимний период.
4. Рекомендуется также добавлять в бак специальные средства, которые будут противодействовать снижению вязкости или парафинизации дизтоплива в зимний период. Однако делать это следует уже на теплой машине.

Для современного дизеля турбонаддув играет важную роль, он не только добавляет мощности и ускорения, но и позволяет экономить топливо. Но несмотря на то, что многие новые дизели оснащаются проточными подогревателями топлива, прогревать двигатель все равно приходится. Так как элементы двигателя, трансмиссии и даже турбины грузовиков или легковых машин по-прежнему смазываются только прогретым маслом.

 

 

 Вернутся к списку «Статьи и новости»

Особенности эксплуатации двигателей с турбиной * ООО Декорт

Автолюбители часто спорят, какая турбина лучше и дольше прослужит. При этом совсем немногие уверены, что качество агрегата напрямую зависит от соответствующей эксплуатации двигателя с турбиной. А ведь простые правила о том, когда заглушить мотор и сколько прогревать двигатель, также важны, как выбор и замена масла.

Как правильно глушить двигатель с турбиной?

Опытные водители, которые бережно относятся к своему авто, стараются никогда не глушить движок сразу. Даже если это привычный бензиновый или дизельный агрегат атмосферного типа. Автолюбители со стажем знают: справляясь с существенными нагрузками, мотор нагрелся до максимально высокой рабочей температуры. Поэтому дают ему время охладиться, оставив работать на холостых оборотах. Обычно хватает 15 – 20 секунд.

Как же обстоит дело с турбо-версиями?

Турбированный двигатель — и дизель, и бензиновый — сразу глушить нельзя. И, в отличие от атмосферных моторов, это правило действует независимо от степени нагрузок и предпочтений владельца.

Вот что происходит с турбокомпрессором после резкой остановки движка:

• предельно нагретый выхлопными газами ТКР также останавливается;
• моторное масло, необходимое для охлаждения и смазки подшипников, не поступает;
• элементы турбины продолжают двигаться по инерции без смазочного материала;
• остатки закачанного масла внутри устройства остаются единственной смазкой для подшипников;
• от перегрева и без кислорода масло между деталями затвердевает и повреждает их.

Результат — чрезмерный нагрев отдельных составляющих двигателя, преждевременный износ и поломки как компонентов турбины, так и ТКР в целом.

Чтобы избежать подобных неприятностей, следует дать мотору поработать на холостых оборотах одну-три минуты и только потом заглушить его. Это убережет и турбину, и движок.

Нужно ли прогревать дизельный двигатель с турбиной?

В 21 веке предварительный прогрев движка запрещен во многих государствах. Причина — забота об окружающей среде. Негативное влияние нагрева на ходу на сроки эксплуатации мотора, в целом, не ключевой показатель. Сменить авто на новую модель через пару-тройку лет в развитых странах — привычное явление.

Наши же водители, как правило, покупают личный транспорт, рассчитывая на более длительный термин использования. К тому же свою роль играет климат — низкие температуры могут держаться по 4-6 месяце. Поэтому прогрев дизеля — обязательный «ритуал» для долговечной работы агрегата. Он нормализует температуру топлива и масла и позволяет разжижить их до нужной консистенции, а также равномерно прогреть все детали двигателя.

Для турбированных дизельных и бензиновых моторов прогрев — важный и нужный этап в холодное время года. На исправную работу турбодизеля непосредственно влияет поступление высококачественного масла определенной температуры. Если смазочный материал холодный, его вязкость затрудняет прокачку в люфты. К тому же замерзшие элементы турбины нагреваются не одновременно.

Учитывая аналогичность конструкции турбокомпрессора для бензиновых агрегатов, в прогреве нуждаются и они. Поэтому 5-10 минут работы двигателя на холостых оборотах в мороз и 1,5-2 минуты в теплый сезон — это забота об авто, которой не стоит пренебрегать.

Срок службы бензиновой и дизельной турбины

Производители, как правило, позиционируют ресурс турбины как не уступающий моторесурсу. Действительно, изначально спрогнозированный инженерами график работы турбокомпрессора может даже превосходить ресурс движка. Тем не менее, при реальном использовании ТКР могут возникать неисправности, которые без должного внимания владельца приведут к выходу из строя.

В среднем ресурс бензиновых турбированных двигателей составляет от 200 до 250 тысяч километров пробега. Ориентировочный же срок службы турбины дизеля начинается со 150 тыс. км и достигает «потолка» на отметке 250 тыс. км.

Впрочем, заранее угадать, сколько ходит конкретная турбина на конкретном моторе — практически невозможно. Исправность турбоагрегата в большой мере зависит от правильного обращения, своевременной диагностики и качественных горюче-смазочных материалов. Поэтому основная ответственность — на владельце.

Основные причины поломок ТКР и их профилактика

Перед тем как озаботиться заменой деталей или капремонтом, нужно убедиться, что возможная неисправность в авто касается именно турбины. Разобраться поможет информация о наиболее часто встречающихся факторах, которые провоцируют нарушение работы ТКР. Их — четыре:

• нехватка масла;
• подача грязной смазочной жидкости;
• износ или поломка деталей;
• неумеренные нагрузки на агрегат.

Чтобы исправить ситуацию, придется заменить поврежденные элементы и масляный фильтр, залить новую смазку. При значительных поломках компрессора сменой запчастей можно не обойтись — возможно, понадобится новый.

Предупредить возникновение поломок поможет правильный уход за турбиной:

• Следует заливать в движок только то масло, которое рекомендует производитель. Экономия на смазке хуже всего отражается на ТКР.
• Менять масло нужно регулярно, особенно в случае частой езды по дорогам, сильно пыльным или загрязненным.
• Замена масляного и воздушного фильтров также должна быть своевременной.
• Агрессивное вождение и постоянные перегрузки двигателя — путь к капремонту или замене агрегата. Его службу продлит разумное распределение нагрузок и аккуратное вождение.
• Несколько минут на прогрев перед выездом и на холостой ход перед тем, как заглушить мотор, продлят ресурс турбины.

Турбодвигатель станет надежным помощником на долгие годы или — игрушкой на пару месяцев. Все зависит от того, как ездить и заботиться о турбокомпрессоре.

При какой температуре дизельного двигателя можно начинать движение

Дизельный двигатель: стоит ли прогревать? Советы и рекомендации

В некоторых европейских странах за длительный прогрев полагается штраф, и не важно насколько холодно было на улице, поэтому большинство зарубежных производителей не рекомендуют прогревать свои авто. Главная причина этому — загрязнение окружающей среды.

Ниже попытаемся разобраться, нужно ли прогревать дизельный двигатель с турбиной, укажем все преимущества и недостатки прогрева, а также нюансы функционирования движка в разное время года.

Особенности прогрева дизеля

Осуществлять прогрев двигателя с турбиной на ходу, по мнению многих лучше не стоит, как раз из-за турбины, поскольку она включается только при требуемой частоте вращения коленвала, которая появляется на большой скорости. А высокую скорость на непрогретом движке развивать воспрещается. Езда с отключенной турбиной может привести к перегреву мотора, вследствие чего произойдет перегрев головок цилиндра и их скорый износ.

Дизельному мотору требуется функционировать на холостом ходу не меньше 5-ти минут, этого хватит, чтобы все составляющие нормально смазались (если конечно свечи накала находятся в рабочем состоянии). Разработчики советуют осуществлять прогрев свечей дважды. Гашение их индикатора на панели говорит о том, что напряжение в них отключилось, хотя большинство думает, что это происходит, если набирается максимальная температура.

Чересчур длительный прогрев приведет к появлению осадков смолы на клапане, из-за этого клапаны в дальнейшем могут начать стопориться.

Многие специалисты утверждают, что долго прогревать двигатель нет смысла, если при этом залито высококачественное масло и жидкость для охлаждения. Было выявлено, что при холодном двигателе амортизация элементов практически отсутствует, если автомобиль едет на небольшой скорости. Обороты соответственно тоже не превышают двух тысяч, благодаря чему необходимая температура может быть достигнута быстро.

Дизтопливо при прогреве испаряется намного хуже. После запуска агрегата в охлажденном движке горючее начинает оседать на поверхности цилиндров и сгорает не до конца. Как только температура достигает нормы, ТВС в камере сгорает равномерно и полностью.

Помните, что составляющие ДВС нагреваются не одинаково некоторым из них необходимо больше времени. Время нагрева также зависит от того, из какого материала сделаны детали агрегата (обычно поршни, цилиндры, валы изготавливают из алюминиевого сплава, все остальное делают из металла).

Хорошее смазывание трущихся элементов и оптимальная установка зазоров осуществляется исключительно, после того как ДВС наберет требуемую температуру.

Прогрев мотора зимой и летом

Летом прогревать мотор настоятельно рекомендуется. Движение нужно начинать только спустя минуту, после того как двигатель завелся, так как именно за этот промежуток времени все элементы смазываются маслом. Чтобы снизить чрезмерную нагрузку на двигатель лучше не совершать резких движений и передвигаться плавно, до того как температура приблизиться к отметке в пятьдесят градусов.

Эксплуатация дизельного двигателя в зимнее время года требует полного прогрева, поскольку масло в моторе и КПП при низкой температуре начинает густеть. Масло должно стать жидким и только после этого можно набирать большие обороты. Длительность прогрева зависит от температуры воздуха, чем она ниже, тем дольше потребуется ждать.

Движение стоит начинать, когда температура достигнет 60-ти градусов. При этом рекомендуется не набирать оборотов более двух тысяч, а скорость не должна превышать двадцати км/ч до набора нормальной температуры. Помимо этого лучше не включать салонную печку пока движок не нагреется до шестидесяти градусов, иначе идущий из нее воздушный поток будет холодным.

Все вышеперечисленные советы помогут водителю сэкономить время и избежать дальнейших проблем с дизельным агрегатом, а также значительно продлить срок его службы.

Плюсы и минусы прогрева

Большинство производителей на вопрос нужно ли или нет прогревать дизельный двигатель с турбиной заявляют, что современные агрегаты обладают системой впрыска, которая позволяет сразу же начать движение, поскольку масло с поверхности гильз не смывается горючим за счет правильной реализации распыла топлива. Но все же при холоде солярка становится вязкой и менее текучей и поэтому требует прогрева.

Отечественные производители же наоборот советуют начинать движения только того, как двигатель нагреется до сорока пяти градусов.

Говоря о недостатках прогрева дизеля, прежде всего, стоит отметить следующие явления:

• Выброс вредных веществ;
• Слишком большое потребление горючего;
• Быстрое изнашивание составляющих системы осуществляющей отработку газов;
• Свечи накала подвергаются высокой нагрузки.

Преимущества прогрева дизеля:

• Масло распределяется оптимально, важнейшие системы машины изнашиваются меньше, за счет того, что все основные детали тщательно смазываются. Например, сам силовой агрегат может работать существенно дольше;
• Транспортное средство передвигается плавно и без рывков.

Советы по прогреву дизеля

Необходимо правильно подбирать дизельное горючее для определенного времени года. Помимо зимнего и летнего топлива также есть арктическое, которое понадобится только при самых низких температурах от −40 градусов по Цельсию. При использовании летнего горючего зимой солярка превратится в своеобразное желе, из-за чего прогреть ее будет невозможно, помимо этого это приведет к засору фильтров для воздуха и топлива.

Чтобы оптимизировать температуру в камере сгорания во время сильного холода можно попробовать три-пять раза переключить зажигание. Тогда прогреть движок будет проще и быстрее.

Зимой для прогрева дизеля с турбиной понадобится пять-десять минут, а в летнее время около 2-х минут. Больше не нужно, так как это приведет к перегреву движка.

Для того чтобы осуществить прогрев необходимо сначала запустить мотор, в течение первых двух-трех минут он должен функционировать на холостых оборотах и только после этого можно трогаться с места. Он не сможет достичь нужной температуры за это время и продолжит нагреваться уже на ходу.

Также рекомендуется не двигаться с места, пока температура не достигнет хотя бы пятьдесят градусов летом и на десять больше зимой.

Почему необходим прогрев масла

На функционирование движка немалое влияние оказывает октановое число ТВС, качество топлива, наличие дополнительных присадок. Для более легкого запуска многие используют предпусковые устройства, свечи накаливания и др. Но все же насколько эффективно дизельные форсунки будут распылять горючее, зависит только от температуры силового агрегата.

Если в автомобиле установлена коробка-автомат, то прогревать движок нужно обязательно, поскольку масло в коробке должно разогреться до необходимой температуры.

По своему устройству дизели отличаются от бензиновых движков, прежде всего тем, что у них зазоры между поршнем и цилиндром не такие большие. Двигатель, работающий на дизеле, обладает повышенной степенью сжатия, из-за чего серьезные нагрузки выпадают на цилиндры и поршни. Быстрое изнашивание этих составляющих понижает масло, которое при низкой температуре воздуха густеет и требует прогрева.

Масло для агрегатов с турбиной должно подаваться еще более качественно для смазывания турбированного компрессора, так как от него зависит функционирование самой турбины. Масло прогревается на холостом ходу, не стоит сильно нагружать двигатель до его полного разогрева.

При какой температуре дизельного двигателя можно начинать движение

У многих начинающих автомобилистов возникает вопрос, нужно ли прогревать дизельный двигатель перед поездкой. И если на карбюраторных силовых установках подобная необходимость очевидна, то при использовании современных бензиновых, а также дизельных моторов ситуация для водителей не такая однозначная.

Зачем нужно прогревать двигатель

Во всех руководствах по эксплуатации автомобилей четко указана необходимость прогревать двигатель в движении. Однако это не так. Производители дают такие рекомендации с целью снижения уровня выбросов их автомобилями. Но при этом быстрее изнашивается сам двигатель. С технической стороны перед поездкой требуется прогревать силовую установку именно на холостых оборотах. Это также требуется и любой коробке передач, для их корректного функционирования.

Среди водителей распространено заблуждение, что хорошее моторное масло позволяет обеспечить эффективную защиту всем трущимся элементам силовой установки вне зависимости от температуры на улице. Однако, при сильных морозах смазочные материал теряют свои свойства, поэтому им тоже требуется прогрев.

Прогрев двигателя позволяет уменьшить износ агрегата

Причины, по которым требуется прогревать двигатель, заключаются в следующих факторах:

1. Любое используемое масло для силовой установки при отрицательных температурах начинает загустевать. Из-за этого трущиеся детали более подвержены износу в процессе работы двигателя. Поэтому прогревание мотора позволяет повысить уровень вязкости, а также защищенности важных деталей силовой установки. Но прогрев должен осуществляться только на малых оборотах, чтобы не повредились трущиеся элементы.
2. При отрицательных температурах зазоры, которые существуют между деталями, увеличиваются. Это обусловлено физическими свойствами металлов. Поэтому холодный двигатель должен прогреваться на холостых оборотах, перед ездой.
3. Движение на непрогретой силовой установке, даже если она является инжекторной, не позволяет обеспечить стабильную тягу. В этом случае обороты мотора плавают, зависают, а также будут присутствовать чрезмерные вибрации. При этом после нажатия на педаль газа, резкость отклика существенно ниже, чем при прогретом двигателе.

Сколько и до какой температуры прогревать

Определив, нужно ли прогревать зимой дизельный двигатель, следует разобрать какое количество времени должен происходить прогрев силовой установки, а также до каких температур её требуется нагревать. Так, при осенней погоде, когда на улице не меньше +10 градусов, достаточно всего пары минут работы мотора на холостых. После этого движение требуется начинать на пониженных оборотах (в районе 1200), постепенно их повышая.

Другой вопрос, сколько нужно прогревать дизельный двигатель с турбиной при наличии сильного мороза на улице. В таких ситуациях силовая установка должна быть прогрета до состояния, пока не начнет функционировать максимально стабильно. Это будет проявляться в корректной реакции мотора на нажатие педали газа, а также уменьшении количества оборотов при работе вхолостую. С этой целью прогрев должен осуществляться до тех пор, пока температура двигателя не достигнет примерно 40 градусов.

Как прогревать дизель

Главным отличием прогрева дизельного агрегата от бензинового в том, что у первого температура повышается существенно медленнее. После 5-10 минут работы мотора на холостых можно начинать движение уже с 15-20 градусов на малых оборотах и в движении уже догревать двигатель. При сильных морозах солярка может вовсе кристаллизоваться, из-за чего завести мотор будет невозможно. В результате автомобиль если и запустится, то заглохнет, проехав всего пару десятков метров. Это обусловлено использованием остатков дизтоплива в системе, которое не замерзло.

В зависимости от температуры на улице определяется время, в течение которого силовая установка должна работать на холостых оборотах, чтобы прогреться. Если этого не сделать, то возможны негативные последствия, обусловленные повышенным износом трущихся элементов, а также сильной вибрацией.

Нужно ли прогревать дизельный двигатель зимой

Одна из самых обсуждаемых тем среди автомобилистов – необходимость прогрева дизельного двигателя зимой. Актуален этот вопрос для силовых установок с турбиной и «атмосферников» в равной степени. Почти все водители разделились на два лагеря – тех, кто прогревает автомобиль, и тех, кто считает это напрасной тратой топлива и времени.

Что советуют производители

На вопрос надо ли прогревать дизельный двигатель зимой производители сегодня дают однозначный ответ – «прогрев ДВС не требуется». Стоит разобраться, на чем основано это утверждение. Почему раньше те же производители советовали прогревать моторы, а теперь резко поменяли свою точку зрения.

Многие производители автомобильных двигателей утверждают, что их продукция настолько совершенна, что безупречно работает даже без прогрева. Начинают объяснять, что раньше и двигатели были примитивные, и масло минеральное, что научно-технический прогресс не стоит на месте. Хорошо, про воду не говорят, что мокрее была.

Где же на самом деле зарыта собака? Первое: производителям не выгодно, чтобы двигатель работал дольше гарантийного срока. Чем быстрее автомобиль придет в негодность, тем быстрее владелец купит новую машину. Продажа запчастей и ремонт – дополнительные источники дохода для корпораций. Зачем же упускать эту прибыль? Поэтому производителям выгодно рассказывать басни, что «сверхнадежные» современные дизели не требуют прогрева.

Вторая причина, почему специалисты от больших компаний не советуют прогревать двигатели – забота об экологии. За время, пока прогревается дизель, в атмосферу выбрасывается большое количество выхлопных газов. В городах не редкой бывает ситуация, когда владелец греет машину 30 минут, чтобы проехать 10 минут до работы. В Европе вопросы экологической безопасности стоят впереди экономической целесообразности. У нас наоборот. Не утверждаем хорошо это, или плохо, просто приводим факты.

Интересно, что те же самые специалисты подтверждают, что основной износ деталей двигателя (около 75%) происходит в момент холодного запуска. То есть, они знают, что мотору не полезно работать, пока он холодный, но и греть не советуют. Чудно и непонятно.

Теория прогрева дизельного двигателя зимой

Двигатели делают из металла. Поршни, как правило, изготавливаются из легких алюминиевых сплавов, цилиндры – из стали или чугуна. При нагреве и охлаждении эти детали соответственно расширяются или сжимаются. Все компоненты двигателя изготовлены с высокой точностью, чтобы обеспечить минимальный зазор между поршнем и цилиндром. Это залог эффективного использования энергии топлива.

Когда двигатель холодный, зазоры между поршнями и цилиндрами не соответствуют расчетным параметрам. Пока температура не поднимется до рабочего уровня, мотор работает не в том режиме, как предусмотрел производитель. Если дать полную нагрузку, износ деталей увеличится, что приведет к уменьшению рабочего срока или аварии.

Кроме фактора теплового расширения существует еще одна проблема. Вязкость масла. Этот параметр сильно влияет на работу двигателя. Если смазка загустела на морозе, она не может полноценно смазать детали, что приводит к увеличению силы трения во всех парах. Износ многократно увеличивается, если двигатель работает под нагрузкой.

Очевидно, что двигаться с холодным дизельным двигателем – не лучшая идея. Возникает другой вопрос: как прогревать дизельный двигатель зимой. Можно ли сделать это на холостых оборотах? Какая продолжительность оптимальна? Разбираемся вместе.

Сколько нужно прогревать дизельный двигатель зимой

Среди «дизелеводов» на этот счет нет единого мнения. В этом лагере спорят о том, сколько прогревать дизельный двигатель зимой так же, как и среди владельцев авто с бензиновыми двигателями.

Греть до победного

Некоторые автовладельцы уверены, что дизельный двигатель необходимо греть на холостых оборотах до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не поднимется до 70°C. Другой вариант – пока обороты не упадут до холостых. Целесообразность подобного подхода кажется сомнительной. Разберемся.

Из-за конструктивных особенностей дизель меньше греется на холостых оборотах, чем бензиновый мотор, хуже прогревается вообще вся машина. Чтобы добиться заметного повышения температуры зимой приходится выполнять прогрев дизельного двигателя в течение 30 – 40 минут. За это время расходуется заметное количество горючего. Например: трехлитровый дизель за 20 минут прогрева на холостых оборотах «сожжет» примерно 200 мл топлива.

Заметное повышение температуры силовой установки происходит в первые две минуты после запуска. В дальнейшем прогресс совсем незначителен. Следует ли тратить топливо и время ради небольшого улучшения показателей? Сомнительно.

Греть, но без фанатизма

Другие водители на вопрос «как прогревать дизельный двигатель зимой», отвечают коротко и ясно: «с умом». По их мнению, достаточно дать мотору поработать пару минут, чтобы прогрелось масло в картере, а затем начинать движение. Главное – не давать двигателю полную нагрузку, пока его температура не поднимется до оптимального уровня. Следить за этим показателем можно по датчику охлаждающей жидкости.

Сторонники этого способа прогрева дизельного двигателя зимой считают, что в движении двигатель прогревается быстрее. Также, когда автомобиль движется, активнее греется трансмиссия и ходовая часть. Все выглядит разумно.

Объективно: как правильно прогревать дизельный двигатель зимой

Если смотреть с технической точки зрения, прогрев дизельному двигателю зимой жизненно необходим. Если учитывать технические особенности и механику работы систем автомобиля, можно разобраться, как прогревать дизели.

Двигатель при отрицательных температурах следует запускать при полной подаче горючего. Сцепление выжато. Запущенный двигатель прогревается в течение двух – трех минут. Частота вращения коленвала поднимается постепенно до средней. Когда прибор покажет, что охлаждающая жидкость нагрелась до 40°C, значит, мотор подготовлен к нагрузкам.

Далее мотор прогревается в движении на низших передачах при небольших скоростях. Когда температура охлаждающей жидкости достигнет 75°C, можно двигаться так, как позволяет обстановка на дороге.

Чтобы облегчить запуск дизеля, нужно несколько раз включить свечи накаливания. Эти приспособления встроены в конструкцию современных дизельных силовых агрегатов. Они помогают подогреть воздух, попадающий в камеру сгорания. В дизеле воспламенение происходит в результате нагрева сильно сжимаемой в цилиндре топливно-воздушной смеси. Подогрев воздуха облегчит запуск.

Что получаем при выполнении такого алгоритма прогрева дизеля? В первые две минуты после запуска двигателя масло в картере разогревается достаточно, чтобы полноценно смазывать цилиндропоршневую группу. Плавное начало движения помогает разогреть смазку трансмиссии, «разработать» подвеску. На ходу дизель прогревается быстрее. Расход топлива уменьшается. После 5 минут движения можно включить печку салона, что ускорит нагрев двигателя.

С точки зрения работы двигателя, «ходовки» и других систем автомобиля подобный способ является наиболее логичным. Практические наблюдения показывают эффективность данного метода. Щадящий режим начала движения помогает защитить дизельный двигатель от поломки в морозную погоду.

Как делать зимой прогрев дизельного двигателя с турбиной

Рекомендации в отношении турбированных дизелей ничем не отличаются от таковых для атмосферных аналогов. Точно так же следует завести мотор, прогреть его в течение нескольких минут, и начать движение с низких оборотов на первой передаче. Продолжительность прогрева на ходу – около 5 минут, в течение этого времени использовать не выше третьей передачи. Контролировать прогрев дизеля по температуре охлаждающей жидкости.

Хороший результат дает применение специальных предпусковых подогревателей. Также совсем не лишним будет облегчить жизнь своему двигателю, применив специальные присадки – антигели. Они не позволяют дизельному топливу густеть на морозе. У многих автовладельцев возникают сложности с запуском дизелей именно из-за загустевшего топлива. Особенно сложно зимой приходится, если автомобиль заправлен летней соляркой.

Мы постарались дать полный ответ на вопросы, зачем и как прогревать дизельный двигатель зимой. Надеемся, вы сможете сделать правильные выводы, чтобы защитить «сердце» своего автомобиля от поломок в морозные дни.

До какой температуры греть мотор зимой

Вопрос холодного пуска и прогрева двигателя сегодня является предметом оживленных споров. Если на карбюраторных моторах необходимость греть двигатель для достижения устойчивой работы была очевидной, то для современных бензиновых и дизельных ДВС с электронным впрыском не все так однозначно.

Читайте в этой статье

Почему двигатель нужно прогревать

В руководствах по эксплуатации повсеместно встречаются утверждение о том, что машину нужно прогревать не на холостых оборотах, а в движении. Также бытует мнение, что качественные моторные масла эффективно защищают трущиеся детали практически в любых условиях и при любой температуре.

Необходимо отметить, что подобные рекомендации нацелены больше на заботу об экологии, чему в развитых странах уделяется огромное внимание. Получается, автопроизводители вынуждены жертвовать моторесурсом ради экологичности.

С технической точки зрения предварительный прогрев мотора на холостом ходу перед поездкой является необходимым. В прогреве нуждается и КПП независимо от типа трансмиссии, а также другие узлы транспортного средства. Что касается прогрева двигателя зимой, ниже отмечены основные причины:

• Любое моторное масло при отрицательных температурах густеет в той или иной степени. По этой причине трущиеся пары холодным маслом смазываются не так хорошо и подвержены повышенному износу. С нагревом двигателя моторные масла будут соответствовать заявленным показателям вязкости и наиболее эффективно проявят свои защитные свойства. Оптимальным решением становится увеличение оборотов и нагрузки на ДВС только после предварительного прогрева.
• Второй причиной того, что двигатель нужно прогревать, являются зазоры между деталями. На холодном двигателе зазоры увеличены и приходят в норму после того, как мотор выходит на рабочую температуру и нагретые детали расширяются.
• Дополнительно обратим внимание на то, что наличие инжектора еще не означает абсолютную стабильность работы холодного мотора при езде. Обороты «на холодную» могут плавать или зависать, появляются повышенные вибрации, перерасход топлива, снижается резкость отклика на нажатие педали газа и т.д.
• Последним аргументом необходимости прогрева двигателя выступает безопасность, так обзор при езде на автомобиле с затянутым инеем ветровым и боковыми стеклами ограничен.

С учетом вышесказанного ответим на вопрос, до какой температуры нужно греть мотор зимой на холостых оборотах перед поездкой в зависимости от видов ДВС и потребляемого топлива: карбюраторный и инжекторный бензиновый агрегат, дизельный мотор, а также машины с установленным газобаллонным оборудованием.

Температура и время прогрева мотора

Если говорить о теплом времени года, тогда инжекторному автомобилю или дизелю будет достаточно пары минут работы на холостых. Карбюраторные двигатели нужно греть 7-8 минут. Затем можно начинать движение на пониженных передачах и низких оборотах (около 2000 для бензинового авто и 1200 для дизельного ТС). Зимой ситуация меняется.

Бензиновые двигатели

Если ваш мотор с карбюратором, тогда его нужно греть минимум 15 минут. При сильном морозе это время может быть увеличено. Основной задачей является прогрев до того момента, когда двигатель будет работать устойчиво при нажатии на педаль газа и увеличении топливоподачи. Карбюраторные двигатели до начала движения нужно греть до 40 градусов и более, ориентируясь по специальной отметке на шкале температуры.

Минимальным временем прогрева инжекторного бензинового двигателя можно считать отрезок около 5 минут. Во время прогрева нужно следить за тахометром, так как после пуска холодного ДВС обороты холостого хода обычно завышены ЭБУ. С ростом температуры стрелка тахометра опустится до 750-900 об/мин, после чего можно начинать движение.

Прогрев мотора с ГБО

Наличие газобаллонного оборудования до 4-го поколения, где выбор вида топлива осуществляется вручную, обязывает водителей придерживаться определенных правил. Запуск мотора и его последующий прогрев рекомендуется производить строго на бензине.

Зимой использовать бензин желательно до полного выхода ДВС на рабочие температуры, после чего происходит переключение на газ. Если нет сильных морозов, тогда минимальной температурой прогрева двигателя перед переключением на газ является показатель около 50 градусов по Цельсию. Игнорирование данных правил может быстро вывести из строя редуктор ГБО, а также работа холодного мотора на газу негативно сказывается на ресурсе силовой установки.

Как прогревать дизель

Зимний прогрев дизеля на холостом ходу от 5-10 минут также необходим, хотя температура моторов данного типа повышается медленнее сравнительно с бензиновыми аналогами.

Отметим, что не нужно ожидать начала подъема стрелки указателя температуры до начала поездки. После прогрева на холостых дизельную машину обычно догревают в движении.

Дизель заводится в этом случае на остатках дизтоплива, при этом свежее горючее не поступает по причине закупорки топливного фильтра парафином и т.п. С учетом данной особенности правильным решением зимой будет прогреть дизельный двигатель около 10 минут, что позволит убедиться в нормальной текучести и стабильной подаче солярки к мотору без риска заглохнуть на оживленном перекрестке.

Почему лучше прогреть двигатель перед поездкой: смазка, топливо, износ холодных деталей. Как правильно греть дизельный мотор зимой.

Как доливать масло в мотор правильно. Долив «на холодную», добавление смазки в горячий мотор. Какое масло можно использовать для долива, полезные советы.

Двигатель медленно прогревается на холостом ходу или в движении: почему так происходит. Возможные неисправности системы охлаждения, другие причины.

Греть или не греть двигатель зимой перед поездкой. Почему двигатель следует прогревать, как правильно прогревать мотор перед началом движения и при езде.

Температура двигателя не поднимается, стрелка температуры ДВС падает на ходу. Почему температура падает после включения печки. Диагностика и ремонт, советы.

Основные причины, по кторым двигатель начинает глохнуть после прогрева. Частые проблемы карбюраторных и инжекторных моторов, диагностика неисправностей.

Сколько требуется времени для прогрева дизельного двигателя

Существует масса информации о том, как правильно выполнять те или иные действия для бензинового двигателя. А как быть с дизелем? Ведь в случае с дизельным двигателем есть три мнения: прогреть мотор до начала поездки, прогреть на ходу, не прогревать вообще. Так кто же прав? А если и нужно прогревать, то, сколько и как?

Стоит ли прогревать двигатель на дизельном топливе

Масло для дизельных моторов имеет одну очень неприятную особенность – оно густеет. Даже зимнее масло при низких температурах становится слишком вязким, что служить смазкой для узлов. К тому же, загустевшее масло станет причиной того, что двигатель не заведется, так как масляный насос с трудом его качает.

Не всегда и не во всех двигателях хватает масляной пленки, чтоб начать работу системы. Также данная пленка быстро смывается топливом, которое подается в двигатель, поэтому есть риск того, что двигатель заглохнет через несколько минут поездки без прогрева.

Во избежание такой проблемы двигатель нужно прогревать. На холостом ходу двигатель быстро наберет необходимую температуру и разжижит масло, чтоб обеспечить смазку поршней и цилиндров.

Холодный двигатель изнашивается быстрее. Дело в том, что делали двигателя, находящиеся внутри, под действием мороза сжимаются. Работа на сжатом металле способствует быстрому изнашиванию поршней и цилиндров. Это происходит из-за нагрузки, которую испытывает холодный двигатель при работе. Прогрев мотора позволяет набрать температуру двигателю и привести метал в рабочее состояние, без вреда для деталей.

Сколько потребляет ваша машина топлива ? Если вы хотите не переплачивать за заправку, тог двигатель нужно прогревать. Холодный двигатель потребляет намного больше соляры, чем прогретый. Мотору, с нормальной температурой, нужно меньше топлива, за счет достаточного формирования воздушно-топливной смеси.

Также не стоит забывать о свойствах дизельного топлива. Все дело в том, что оно имеет низкую термостойкость и способно замерзать прям в системе автомобиля. Поэтому вы может заглохнуть на полпути, если не убедитесь, что топливо не замерзло. Прогрев двигателя поможет вам сразу выяснить, насколько сохранилась текучесть топлива.

Сколько прогревать дизельный двигатель?

Для прогрева двигателя нужно от пяти до восьми минут . За это время вы можете спокойно подготовить свой автомобиль к поездке. В движении двигатель прогревается дольше на три-четыре минуты, соответственно он будет поглощать больше топлива за время прогрева.

Пара аргументов в пользу прогрева

Если вы беспокоитесь о своем здоровье, то должны знать, что нахождение в холодном замкнутом пространстве не идет на пользу вашему организму. Прогрев двигатель перед поездкой, вы нагреете салон и сидения.

Если у вас стоит автоматическая коробка передач, то прогрев двигателя необходим. Масло в коробке должно стать жидким, от нагрева, чтоб обеспечить скользящее покрытие для шарниров.

Вредность

Прогрев дизельного двигателя, в некоторых государствах, запрещен законом. Но стоит помнить, что выброс вредных веществ от дизеля меньше, чем бензинового. Но выхлоп от дизеля не принесет глобального вреда окружающей среде, а вот продлит жизнь мотору – запросто.

Совет! Не начинайте свой путь на холодном двигателе, точнее, подождите, пока он наберет температуру хотя бы 40 градусов. Остальную он может догнать уже в пути. Но все же, придерживайтесь минимального показателя, так как рабочая температура 90 градусов.

Прогрев двигателя – неотъемлемая часть процесса поездки на автомобиле. К тому же, данный процесс не занимает много времени, которое можно потратить с пользой для себя и своего авто. Только не прогревайте дизельный двигатель под окнами соседей, так как это, по крайней мере, не вежливо.

А вы прогреваете двигатель своего автомобиля? Как долго? Пишите комментарии , ставьте лайки , подписывайтесь на канал.

0 0 голос

Рейтинг статьи

Прогрев дизельного двигателя с турбиной зимой

11.Пуск холодного двигателя пpи темпеpатуpе ниже 0°С должен производиться при полной подаче топлива с пpедваpительно выжатой педалью сцепления.
После пуска отпустить педаль управления подачей топлива и пpогpеть двигатель (не менее 3 и не более 10 минут), постепенно увеличивая частоту вращения коленчатого вала от минимальной до средней. При достижении темпеpатуpы охлаждающей жидкости 40 °С двигатель готов к принятию нагрузки. Дальнейший пpогpев двигателя производить под нагрузкой при движении автобуса на первой-второй передачах. Пpи достижении темпеpатуpы охлаждающей жидкости 75 °С разрешается движение в соответствии с дорожными условиями.

Это из РЭ по автобусу.
Дизель. он и в Африке — дизель.

ЕСЛИ БЫ ЛЮДИ ПРИ ПОКУПКЕ АВТО ЕЩЁ И ЧИТАЛИ БЫ РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ — ТО НЕ БЫЛО БЫ ДУРАЦКИХ ВОПРОСОВ В РАЗДЕЛЕ РЕМОНТ.

Извините за крик.
Просто читая форум — иногда волосы ДЫБОМ встают.:((

Все владельцы автомобилей с дизельными моторами не любят зиму, так как в этот период года двигатель их машины довольно сложно заводится. Причём одна из главных причин сложного пуска дизельного двигателя зимой на территории России является плохое качество дизельного топлива. В северных развитых странах уже давно автомобилисты в своих домохозяйствах используют подключение обогревателя турбодизеля к электрической сети по утрам. В данный статье мы расскажем, как прогревать дизельный двигатель правильно.

Осложнения в работе дизельного двигателя зимой заключаются в принципах воспламенения воздушно-топливной смеси от сжатия. Известно, что дизельное топливо при холодной температуре имеет достаточно высокую вязкость. Такое состояние приводит к усложнению распыления дизельного топлива форсунками топливной системы двигателя. Холодное дизельное топливо после попадания в камеру сгорания из форсунок очень быстро оседает на стенках цилиндра. При достаточно низкой температуре у дизтоплива будет весьма низкая испаряемость. Это приведёт к тому, что находясь на стенках цилиндра дизельное топливо не будет иметь возможности воспламениться. Но это ещё не самое наихудшее, что может произойти с дизельным двигателем в холодную пору года. Воздух, который подается в цилиндры турбодизельного мотора, также имеет низкую температуру — ниже 0 градусов Цельсия. В итоге температура рабочей смеси ещё понизится. Хотя при этом для удачного запуска мотора и самовоспламенения топливной смеси ее температура должна быть выше точки самовоспламенения.

Особенности прогрева дизельного двигателя зимой

Многие автомобилисты знают, что дизельное топливо различается по типам сезонности. Так для летнего типа солярки температура использования не должна опускаться ниже 0 градусов Цельсия. Зимний тип дизельного топлива можно использовать при морозах до — 30 градусов Цельсия. В более экстремальных температурных условиях зимой рекомендуется использовать арктическое дизельное топливо. У всех этих типов дизельного топлива будут различаться следующие характеристики:

Также очень важную функцию в турбодизельном двигателя имеет свеча накаливания. Без этих свечей двигатель не заведётся, если температура воздуха будет ниже 5 градусов тепла. Свечи накаливания необходимы для того, чтобы нагреть воздух в камере сгорания. На панели приборов автомобиля с дизельным двигателем будет установлен индикатор свечей накаливания. Он будет загораться перед каждым включением зажигания, и тухнуть после того, как свечи накаливания нагреют воздух в камерах сгорания до определённой температуры. Обычно это время зависит от температуры окружающей среды и составляет до полуминуты. После того как погас индикатор свечей накаливания можно заводить турбодизельный двигатель.

Также очень важную функцию в турбодизельном двигателя имеет свеча накаливания. Без этих свечей двигатель не заведётся, если температура воздуха будет ниже 5 градусов тепла.

Кроме того, турбодизельному двигателю в зимнее утро не помешает обогрев специальными подогревателями. Подобное оборудование можно найти в автомобильных магазинах и на рынках автозапчастей. Существует стационарные подогреватели, которые устанавливаются как навесное оборудование для дизельного двигателя. Они имеют вилку, которую можно вставить в розетку электросети 220 В.

Такими специальными подогревателями дизельных двигателей повсеместно пользуются автомобилисты в европейских северных странах. Дело в том, что там запрещен прогрев турбодизеля. Так на территории Австрия владелец дизельного автомобиля может быть оштрафован, если он заведет дизельный двигатель для прогрева хотя бы на полминуты, за которые он успеет счистить снег с лобового стекла своей машины.

Время прогрева дизельного двигателя зимой

Многие автомобилиста задаются вопросом, сколько же нужно времени для качественного прогрева дизельного двигателя зимой. Автомобильные эксперты сходятся на том, что дизельный двигатель в зимних условиях России необходимо прогревать не менее 7 минут. За это время дизельный мотор выходит на минимальные обороты, а его охлаждающая жидкость прогревается до 50° Цельсия. В весенний период прогрев дизельного двигателя может длиться всего лишь минуту-полторы. За это время водитель успевает открыть ворота гаража либо протереть переднее стекло автомобиля.

Подогрев топливного фильтра дизельного мотора

В дизельном топливе, которое продается на территории России в холодное время года, происходит процесс парафинизации. Парафинизация – это выпадения кристаллов парафина в осадок в дизтопливе, как только температура воздуха снижается ниже -14° Цельсия. Кристаллами парафина забивается топливный фильтр, что приводит к практически полной остановке прохождения дизельного топлива через него.

Полезность прогрева дизельного двигателя зимой

Помимо прогрева дизельного двигателя автомобиля, важен и подогрев дизельного топлива. Проточный подогреватель позволяет проводить подогрев дизельного топлива в автоматическом режиме во время работы двигателя. В самых современных турбодизельных моторах распыление дизельного топлива в цилиндры происходит таким образом, что оно не смывает смазочный слой с поверхности гильз. Современное синтетическое моторное масло при низких температурах имеет ту же густоту, что и в тёплое время года. Именно поэтому европейские производители не рекомендуют прогревать дизельный двигатель зимой, преследуя экологические цели. Все мы знаем, что в Европе борются за экологичность автомобилестроения.

Однако за прогрев дизельного двигателя зимой перед ездой можно поднять свои руки только из-за того, что необходим предварительный прогрев коробке передач, особенно автоматической КПП.

Однако за прогрев дизельного двигателя зимой перед ездой можно поднять свои руки только из-за того, что необходим предварительный прогрев коробке передач, особенно автоматической КПП. Классическая автоматическая коробка передач имеет гидротрансформатор, в котором масло передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. В зимний период времени очень важно, чтобы все масло в автоматической коробке передач тщательно прогрелось. В противном случае при моментальном начале езды после завода двигателя накопится избыточное давление и начнётся высокая нагрузка на коробку передач.

10 января 2019 Категория: Полезная информация.

Пока одни запускают мотор и едут, другие готовы ждать прогрева ДВС по по 20 минут и «коптить» во дворе. Так ли нужен прогрев современным дизелям? Мы расскажем.

Есть три мнения среди современных водителей:

• и бензиновый, и дизельный ДВС нужно греть на холостом ходу до выхода на рабочую температуру;
• достаточно прогреть мотор 5-7 минут, пока кузов чистят от снега, а стекло — ото льда, и можно ехать;
• двигателю в наше время прогрев не нужен, сел и поехал.

Зачем прогревать дизель зимой

моторное масло

Масло образует защитную пленку и сохраняет внутренние трущиеся части мотора от преждевременного износа. При морозе -20 градусов даже маловязкое масло густеет, что затрудняет прогрев мотора. А в первые 30-40 секунд после запуска мотора определенные его компоненты даже испытывают масляное голодание. В результате и без того стрессовый холодный пуск дизеля зимой превращается в испытание на выживаемость.

Масляный насос с трудом прокачивает вязкое масло по системе, сама смазка проворачивается еле-еле и даже грозит забить фильтры.

Так вот прогрев двигателя перед поездкой обеспечивает нормальную текучесть масла — оно будет доставлено по всей смазочной системе мотора, покроет защитной пленкой элементы и предотвратит повреждения на работающем под нагрузкой агрегате.

ресурс двигателя

Под влиянием отрицательных температур геометрия металлических элементов ДВС изменяется — они сжимаются и уменьшаются в размере, что вызывает появление чрезмерных зазоров и люфтов. Кроме того, нагрузка на дизельный двигатель выше, чем на бензиновый — все дело в высокой степени сжатия топлива. То есть износ работающих элементов дизеля существенно возрастает.

В этом случае предварительный прогрев поможет вернуть металлу изначальную форму, убрать зазоры и предотвратить чрезмерную нагрузку на поршни.

топливо

Дизельное топливо теряет текучесть на морозе и может замерзнуть прямо в топливной системе. В таком случае водитель может завести двигатель — и тот запустится на остатках ДТ в системе, а вот свежее горючее не пройдет через забитый парафином фильтр — и двигатель заглохнет через пару сотен метров в движении.

Поэтому имеет смысл подождать 5-10 минут и убедиться, что система подачи топлива работает исправно, оно не загустело и нормально подается в цилиндры.

коробка передач

Жидкость ATF (трансмиссионное масло) в автоматической коробке передач на морозе загустевает тоже. И ее прогрев до необходимой температуры — обязательное условие нормальной работы «автомата». Только в жидком масле переключение передач будет осуществляться четко и плавно, а сама коробка прослужит достаточно долго. В противном случае элементы АКП быстро выйдут из строя, а масло потребует замены.

Для МКП тоже предварительный прогрев масла внутри коробки лишним не будет: водитель чувствует, как тяжело прокручиваются шестерни «механики» в загустевшем на морозе масле при переключении передач.

комфорт водителя

В некоторых моделях автомобилей полностью убрать лед со стекла, изнутри и снаружи, не получится до того момента, пока из дефлекторов печки не пойдет теплый воздух. Да и сидеть в теплом салоне намного приятнее. Все эти условия обеспечит только прогретый предварительно мотор.

Поэтому имеет смысл ориентироваться на момент, когда из воздуховодов начнет поступать теплый воздух — и только после этого начинать движение.

Почему греть дизель зимой не стоит

Аргументы противников предварительного прогрева дизельного ДВС зимой таковы:

• Длительный прогрев ДВС на холостом ходу вредит экологии и здоровью людей — поэтому во многих странах законодательно ограничено время прогрева мотора во дворах жилых домов.
• Современные турбодизели имеют систему прямого впрыска топлива — начинать движение можно сразу же, потому что масляная пленка не смывается с гильз и мотору ничего не угрожает.
• Режим холостого хода вредит мотору — не зря ведь отдельные автопроизводители в инструкциях запрещают холостой ход свыше 5-10 минут. Оптимально для всех ДВС — работать под постоянной нагрузкой от колес при равномерном вращении коленвала в движении.
• Когда машина стоит с работающим двигателем, расход топлива сильно увеличивается.
• Прогрев на холостом ходу снижает ресурс мотора, ведь его пробег определяется не километражом, а отработанными моточасами.
• Прогрев в режиме ХХ особенно вреден крупногабаритным дизелям, потому что их детали камеры сгорания все равно не прогреваются до рабочей температуры, в итоге горючее не догорает, попадает в картер ДВС, смешивается с моторным маслом, ухудшая свойство смазки. А еще — попадает в катализатор, перегревая его.
• Дизельный мотор все равногреется только в движении, сколько ты его не «прогревай» в режиме холостого хода.

Единственно верное решение

Как видим, все же предварительная подготовка к поездке в условиях мороза дизелю нужна. Но прогревать на холостых мотор нужно с умом, чтобы не тратить впустую топливо, моторесурс и не вредить окружающей среде и людям.

Например, запустить мотор и отправиться счищать снег с машины.

За пару минут работы на холостом ходу моторное и трансмиссионное масло восстановит свою текучесть, зазоры между элементами ДВС придут в норму а вы убедитесь, что топливо в баке не замерзло и нормально прокачивается по магистралям.

• В среднем, на прогрев дизельного мотора даже в холод достаточно 5-10 минут. Как только двигатель начнет работать стабильно и прогреется хотя бы до 40-50 градусов, можно отправляться в путь.

Окончательно дизель выйдет на рабочую температуру уже в движении — главное, не перегружать его первых 1-2 км пути: двигаться плавно, на повышенных передачах, не раскручивать мотор выше 2 — 2,5 тыс. об/мин, не тормозить и не ускоряться резко. Помнить о том, что прогревается не только ДВС, но и трансмиссия и ходовая часть.

О том, как облегчить запуск дизеля зимой, узнаете здесь.

Топливные дизельные форсунки найдете в нашем каталоге

Рекуперация отходящего тепла

Рекуперация отходящего тепла

Hannu Jääskeläinen

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

Реферат : Рекуперация отходящего тепла — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Примеры двигателей внутреннего сгорания включают использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева кабины, турбонаддув для увеличения удельной мощности, нижние циклы для получения дополнительной работы от выхлопных газов или встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя.

WHR в двигателях внутреннего сгорания

Рекуперация отходящего тепла (WHR) — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Во многих случаях WHR позволяет избежать или уменьшить потребность в дополнительном вводе топливной энергии, которая в противном случае потребовалась бы для достижения этой функции. Примеры двигателей внутреннего сгорания:

• Использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева кабины
• Турбонаддув для увеличения удельной мощности
• Нижние циклы для получения дополнительной работы от выхлопных газов
• Встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя

Основные пути отвода тепла в двигателе внутреннего сгорания, которые являются потенциальными кандидатами на WHR, включают горячие выхлопные газы, выходящие из выхлопной трубы, радиатор охлаждающей жидкости двигателя, а также охладители EGR и наддувочного воздуха.

Во многих случаях цель WHR — произвести дополнительную работу. Источники тепла более высокого качества позволяют преобразовать большую часть отработанного тепла в работу. «Качество» конкретного источника тепла для целей WHR в значительной степени зависит от его температуры. Чем выше температура среды, тем выше ее энтропия, что позволяет преобразовать большую часть тепла в полезную работу (т.е. эффективность выше или выше эксергия). Например, можно ожидать, что система WHR, приводимая в действие теплом от охладителя EGR в контуре EGR высокого давления, будет иметь более высокий КПД, чем аналогичная система, рекуперирующая тепло из выхлопных газов выхлопной трубы.

Отработанное тепло от теплового двигателя или электростанции отводится в окружающую среду либо через теплообменник, либо непосредственно за счет выброса горячей рабочей жидкости. В двигателе внутреннего сгорания используются оба из них: горячий выхлопной газ, рабочая жидкость двигателя, выбрасывается непосредственно в окружающую среду, а теплообменники используются для отвода тепла в окружающую среду от охлаждающей жидкости двигателя, охладителя системы рециркуляции отработавших газов, охладителя наддувочного воздуха и масляный радиатор.

На рисунке 1 показаны основные пути отвода тепла в дизельном двигателе большой мощности, которые являются потенциальными кандидатами на утилизацию отработанного тепла [3706] .Полезность этих источников тепла для целей WHR зависит от:

• их температура,
• количество тепла, доступное от каждого источника и
• количество тепла от каждого источника, которое может быть восстановлено.

Рисунок 1 . Основные источники тепловых потерь ДВС

На рис. 2 более подробно показана температура различных потоков отвода тепла, показанных на рис. 1, для тяжелого дизельного двигателя в зависимости от мощности двигателя.Данные были собраны при частоте вращения двигателя 53 и условиях нагрузки, и изменения в рециркуляции отработавших газов и температуре выхлопных газов представляют собой эффекты скорости / нагрузки, не улавливаемые влиянием мощности двигателя [3709] .

Рисунок 2 . Температура различных потоков отходящего тепла в дизельном двигателе большой мощности

Двигатель: 2011 12,8 л Mack MP8-505C 505 л.с. (377 кВт) при 1800 об / мин / 1810 фут-фунт (2454 Нм) при 1100 об / мин. Выбросы EPA 2010. ВД EGR / DOC-DPF-SCR.

На рисунке 3 показана доля энергии топлива, производящей тормозную работу, и теряется через различные потоки отходящего тепла для трех режимов мощности двигателя, показанного на рисунке 2.Также показаны дополнительные детали потоков отходов, которые доступны для WHR, включая долю тепла выхлопных газов, остающегося в выхлопном газе после системы дополнительной обработки, и количество тепла, переданного от охладителя EGR к охлаждающей жидкости двигателя [3709] . Таблица 1 суммирует энергию и первое приближение эксергии — на основе фактора Карно — различных источников отходящего тепла для двух рабочих условий, показанных на рисунке 3 ( эксергия представляет собой объем работы, который теоретически может быть произведен из поток энергии).

Рисунок 3 . Доля топливной энергии, потерянной через потоки отработанного тепла на Рисунке 2

Таблица 1
Энергия и эксергия источников отходящего тепла для двух рабочих условий, показанных на Рисунке 3, при температуре отвода тепла 36 ° C

Мощность двигателя, кВт		136	348
EGR	Температура, ° C	500	600
	Тепло, кВт	21	51
	Exergy, кВт	13	33
Выхлоп, пост SCR	Температура, ° C	400	400
	Тепло, кВт	64	187
	Exergy, кВт	35	101
Охладитель наддувочного воздуха	Температура, ° C	100	200
	Тепло, кВт	14	68
	Exergy, кВт	2	24
Охлаждающая жидкость двигателя (без тепла EGR)	Температура, ° C	90	90
	Тепло, кВт	21	34
	Exergy, кВт	3	5
Всего	Тепло, кВт	122	340
	Exergy, кВт	53	163

Отработанное тепло охладителя системы рециркуляции ОГ представляет собой тепло с самой высокой доступной температурой и, следовательно, имеет высокий приоритет для WHR.Более 60% отработанного тепла EGR доступно в виде эксергии. В приложениях без высокоэффективных систем SCR скорость потока EGR может быть выше, а рекуперация тепла из системы EGR более значительной [3711] . Выхлопные газы после SCR также важны, и, учитывая, что поток выхлопных газов обычно намного выше, чем поток EGR, представляет собой значительные потоки энергии и эксергии. Около 50% тепла выхлопных газов доступно в виде эксергии и, следовательно, также является приоритетом для WHR. Охлаждение наддувочного воздуха и охлаждающая жидкость двигателя имеют значительно более низкие температуры и представляют собой тепло относительно низкого качества.Однако при более высоких нагрузках наддувочный воздух все еще содержит значительное количество эксергии.

Некоторые из важных технологий, которые используются и / или разрабатываются для WHR, приведены в Таблице 2.

Таблица 2
Технологии WHR для двигателей внутреннего сгорания

WHR Technology	Принцип работы	Статус
Теплообменники	Прямая передача тепла между двумя средами.	Коммерческий (например, обогрев кабины с использованием охлаждающей жидкости двигателя и тепла выхлопных газов).
Турбо-компаундирование	Преобразование тепла выхлопных газов в механическую или электрическую энергию с помощью турбины с приводом от выхлопных газов.	Механическое турбонагнетание — коммерческая технология.
Нижний цикл	Термодинамический цикл, такой как цикл Ренкина или Брайтона, который включает в себя рекуперацию и отвод тепла через рабочую жидкость (воздух, пар или органическую жидкость) для рекуперации отработанного тепла и привода турбины для производства механических или электрическая энергия.	Реклама для больших стационарных и судовых двигателей. Рабочие прототипы цикла Ренкина и органического цикла Ренкина, разработанные несколькими производителями двигателей для тяжелых условий эксплуатации (например, в рамках программы DOE SuperTruck США). Системы WHR цикла Брайтона менее развиты, чем системы, основанные на цикле Ренкина.
Термоэлектрические генераторы	Твердотельные устройства, которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию посредством эффекта Зеебека.	Коммерческое применение для обогрева и охлаждения автомобильных сидений.В разработке для двигателя WHR.
Термохимическая рекуперация	Используйте отходящее тепло для проведения парового риформинга топлива для увеличения его LHV.	В разработке.
Термоакустическое преобразование	Технология на основе цикла Стирлинга, работающая на высокой частоте для преобразования пульсаций давления в рабочей жидкости в электрическую энергию.	В разработке.

###

Управление температурой выхлопных газов

Управление температурой выхлопных газов

Hannu Jääskeläinen

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

Abstract : Чтобы максимизировать свою активность, катализаторы контроля выбросов должны достичь требуемой минимальной температуры активации как можно быстрее после холодного запуска и оставаться выше минимального порога в течение всего времени работы двигателя. Для двигателей, отвечающих строгим требованиям к выбросам, для достижения этих целей может потребоваться ряд мер по регулированию температуры.Эти меры могут быть активными, основанными как на двигателе, так и на выхлопной системе, такие как дополнительный впрыск, дросселирование впуска или каталитический подогрев выхлопных газов, или пассивными, например, расположение катализатора с близким расположением катализатора или использование изоляции.

Введение

Существует множество причин для управления тепловым режимом выхлопных газов дизельных двигателей, включая соблюдение температурных пределов компонентов двигателя, подверженных воздействию выхлопных газов, обеспечение безопасной работы и максимальные характеристики двигателя. Однако обеспечение низкого уровня выбросов, возможно, является наиболее сложной причиной для этого.Современные двигатели оснащены каталитическими системами нейтрализации выхлопных газов, которым требуются температуры в определенном диапазоне для обеспечения адекватной каталитической активности, периодической регенерации и предотвращения чрезмерного физического и / или химического загрязнения. Управление температурой выхлопных газов двигателя является важной задачей современных систем управления двигателем и дополнительной обработкой выхлопных газов. Без этой функции низкие выбросы в течение всего срока службы двигателя были бы невозможны.

Чтобы максимизировать каталитическую активность, катализаторы выхлопных газов должны как можно быстрее достичь требуемой минимальной температуры активации после холодного запуска и оставаться выше минимального порога в течение всего времени работы двигателя.Меры, необходимые для достижения этих целей, зависят от типа двигателя, рабочего цикла и требуемого уровня ограничения выбросов выхлопных газов. Для двигателей, которые не нуждаются в строгом соблюдении требований по контролю выбросов выхлопных газов и с очень простыми системами каталитической обработки выхлопных газов, могут потребоваться некоторые меры для регулирования температуры выхлопных газов. Для двигателей, отвечающих строгим требованиям к выбросам, необходимые меры будут зависеть от типа двигателя и области применения; Двигатели с высокой температурой выхлопных газов, которые работают в течение длительного времени при высокой нагрузке, могут потребовать относительно небольшого количества мер по управлению температурой выхлопных газов, в то время как двигатели с низкой температурой выхлопных газов, работающие при малых нагрузках, даже в течение относительно коротких периодов времени, потребуют наиболее полного набора мер по регулированию температуры выхлопных газов.

Требования к минимальной температуре для систем SCR мочевины и DOC являются примерами того, что требуется для того, чтобы некоторые компоненты системы последующей обработки могли работать эффективно. Для двигателей с катализаторами мочевины SCR обычно требуется температура выхлопных газов выше 185-200 ° C, прежде чем будет разрешено дозирование мочевины. Дозирование при более низких температурах может привести к образованию отложений на основе мочевины и плохой конверсии NOx. Для двигателей, которые используют DOC для выработки дополнительного тепла для последующих катализаторов, температура DOC-катализатора должна превышать 200-250 ° C, прежде чем катализатор окислит углеводороды и произведет необходимое количество тепла.В дополнение к нормальному функционированию системы последующей обработки могут быть подвержены загрязнению и могут нуждаться в периодическом воздействии определенных температур для регенерации. Некоторые примеры последних перечислены в Таблице 1 [4865] .

Таблица 1
Примеры различных функций регенерации катализатора и требуемой температуры выхлопных газов

Функция	Целевая температура выхлопных газов, ° C
Десорбция УВ	> 200
Десульфатация	> 400 до> 650
Удаление отложений мочевины (сульфата аммония)	> 280
Удаление твердых отложений мочевины	> 400 до> 500
Окисление сажи в DPF	250-350 с NO 2 > 550 с O 2

Доступны различные меры для управления тепловым режимом выхлопных газов.Не все работают одинаково хорошо для поставленной цели. Также есть разные штрафы. Некоторые требуют тесной интеграции с другими системами автомобиля. Технологии можно условно разделить на:

• Увеличивающие энтальпию выхлопа. Энтальпия выхлопа зависит как от температуры выхлопа, так и от расхода. Высокая энтальпия выхлопных газов имеет решающее значение для быстрого прогрева компонентов системы нейтрализации выхлопных газов и минимизации выбросов при холодном запуске.
• Повышающие температуру выхлопных газов.Несмотря на то, что многочисленные меры могут вызвать высокую температуру выхлопных газов, в некоторых случаях они могут снизить или оказать незначительное влияние на энтальпию выхлопных газов. Хотя это может исключить их применимость для достижения быстрого прогрева катализатора, они все же могут быть полезными после прогрева для поддержания температуры катализатора, необходимой для высокой активности катализатора или для регенерации катализатора.
• Снижающие тепловые потери с выхлопными газами. Это могут быть пассивные меры, такие как уменьшение массы нагреваемого материала или использование различных форм теплоизоляции.Они также могут быть активными мерами, такими как обход охладителей и частей выхлопной системы с большой массой во время некоторых частей ездового цикла. Некоторые из них, например, уменьшающие массу нагреваемого материала, могут быть полезны при холодном пуске, в то время как другие, такие как использование изоляции, более эффективны после того, как температура выхлопных газов превысит минимальное значение.

Некоторые разработки, которые требуют дальнейшего совершенствования управления тепловым режимом выхлопных газов, включают предложения CARB 2024 / EPA 2027, которые направлены на дальнейшее сокращение выбросов NOx от дорожных двигателей и транспортных средств большой мощности.Выполнение этих требований потребует значительного сокращения выбросов NOx при холодном запуске за счет более быстрого повышения температуры катализатора SCR, более ранней подачи аммиака в катализатор SCR и предотвращения охлаждения катализатора SCR во время холостого хода и работы с низкой нагрузкой.

Традиционно управление температурным режимом было более важным для автомобилей малой грузоподъемности, где выбросы обычно полностью измеряются в цикле холодного пуска (NEDC и WLTC) или холодного пуска с последующим горячим пуском (FTP для легких режимов работы).Для двигателей большой мощности выбросы при холодном запуске были менее важными, о чем свидетельствует весовой коэффициент 1/7, применяемый к выбросам при холодном запуске для двигателей, сертифицированных по циклу FTP для тяжелых условий эксплуатации в США. Однако для современных двигателей большой мощности выбросы NOx во время цикла FTP для тяжелых условий эксплуатации настолько низки, что единственный способ достичь предлагаемых стандартов CARB / EPD — это снизить выбросы при холодном запуске, несмотря на весовой коэффициент 1/7.

Варианты реализации. Температурное управление выхлопом двигателя может быть достигнуто с помощью множества вариантов реализации.В дополнение к трем категориям, перечисленным выше, варианты могут быть классифицированы другими способами, включая активные / пассивные меры и меры на основе двигателя и системы выпуска отработавших газов. Активные меры, основанные на двигателе, могут быть далее разбиты на те, которые увеличивают потери выхлопных газов, уменьшают воздушно-топливное соотношение (AFR), увеличивают расход топлива в двигатель и перераспределяют тепловые потоки. В Таблице 2 приведены эти варианты, а также различные варианты пассивного и выхлопного оборудования.

Таблица 2
Примеры различных вариантов регулирования температуры выхлопных газов

Вид измерения		Варианты реализации
Активно — на базе двигателя	Повышенные потери на выхлопе	Задержка момента впрыска Добавить пилотный впрыск для стабильности и задержки впрыска Добавить вторичный впрыск Снижение давления в рампе Открыть выпускной клапан рано
	Уменьшенный AFR	Закрыть впускной дроссель Ранний / поздний IVC Цилиндр вырез Деактивировать цилиндры
	Повышенный расход топлива двигателем	Увеличить обороты холостого хода двигателя Закрыть дроссель выхлопа Закрыть лопатки VGT Затяните моторный тормоз Добавить внешнюю нагрузку
	Перераспределение тепла	Перепуск охладителя системы рециркуляции ОГ Обход CAC Перепуск турбокомпрессора
Активный — на основе выхлопной системы		Каталитический нагреватель (DOC) Горелка Электронагреватель
Пассивный		Подложки катализатора с низкой термической массой Найдите катализаторы рядом с двигателем Трубы двустенные Изоляция Разбавление воздуха

###

Эффективность холодного пуска двигателя внутреннего сгорания: обзор проблемы, причины и возможные решения

Основные моменты

•

Источники I.C. Эффективность холодного пуска двигателя проверяется и количественно оценивается.

•

Возможные решения рассматриваются вместе, а выгода оценивается количественно.

•

Обсуждаются возможные конфликты между различными подсистемами двигателя.

•

При холодном пуске наблюдается снижение расхода топлива до 7%.

•

Наблюдается снижение выбросов до 40% при холодном пуске.

Реферат

Законодательство по выбросам транспортных средств продолжает ужесточаться, чтобы минимизировать воздействие двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду. Одной из областей, вызывающих серьезную озабоченность в этом отношении, является холодный запуск; тепловой КПД двигателя внутреннего сгорания значительно ниже при холодном пуске, чем при достижении автомобилем устойчивых температур из-за неоптимальных температур смазочного материала и компонентов. Стремление к тепловому КПД (как двигателя внутреннего сгорания, так и транспортного средства в целом) привело к испытаниям множества решений для оценки их достоинств и влияния на другие системы транспортного средства на этапе прогрева (и при необходимости внедряются. ).Общая цель этих подходов — уменьшить потери энергии, чтобы системы и компоненты достигли предполагаемого диапазона рабочих температур как можно скорее после запуска двигателя. В случае с двигателем это в первую очередь касается системы смазки. Вязкость смазочного материала очень чувствительна к температуре, а повышенная вязкость при низких температурах приводит к более высоким потерям на трение и перекачивание, чем можно было бы наблюдать при заданной рабочей температуре. Подходы, используемые для решения этой проблемы, включают использование материалов с фазовым переходом (для снижения скорости охлаждения в течение периода после работы двигателя) [1], [2] и использование термозащитных покрытий в попытке изолировать цилиндр. растачивать и предотвращать потерю тепла (таким образом увеличивая количество энергии, используемой для работы тормоза [3]).Также был опробован ряд системных изменений, включая отводные системы в смазочном контуре для снижения тепловых потерь. Здесь представлен критический обзор исследований в области управления температурным режимом транспортного средства на этапе холодного запуска, которые были продиктованы желанием улучшить как двигатель, так и общий КПД двигателя транспортного средства. Обзор включает в себя как разработки системы, так и вопросы выбора материалов, а также роль, которую эти две области должны сыграть в решении этой критической проблемы.

Ключевые слова

Энергоэффективность

Холодный запуск двигателя

Экономия топлива

Смазка

Изоляция

Материалы фазового перехода

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Copyright © 2014 Авторы.Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

8 фактов о простое дизельного двигателя, которые необходимо знать

В мире дизельного топлива существует множество сценариев, когда двигателю необходимо некоторое время поработать на холостом ходу. Независимо от того, проводите ли вы ежемесячный осмотр генератора или водителя грузовика, ожидающего вашего груза, существует множество ситуаций, когда вы будете бездействовать.

Итак, я хотел немного написать о том, каковы последствия этого, сколько это стоит и есть ли причины, по которым вам следует этого избегать.

1. Сколько топлива я трачу зря

У дизельных двигателей много топлива на холостом ходу? Нет. Они расходуют всего около галлона в час.

Сколько топлива расходует дизель на холостом ходу? На один час простоя расходуется около одного галлона дизельного топлива. Это можно рассчитать как 2,4 унции в минуту.

Итак, топлива много. Если подумать, со временем или в более крупном масштабе крупной компании это может привести к потраченным впустую миллионам долларов.

2. Сколько стоит дизель на холостом ходу?

Среднее значение по стране на сегодняшний день в 2021 году составляет 3,67 на галлон. Это означает, что вы тратите 3,67 доллара в час или около 4,5 центов в минуту, чтобы ваш грузовик или оборудование работали на холостом ходу.

Вот почему некоторые производители установили тайм-аут холостого хода, при котором двигатель автоматически выключится по истечении предварительно установленного времени, установленного владельцем. Это может быть полезно и должно быть реализовано.

Больше нет необходимости в простое грузовика в течение длительного времени.Хотя в некоторых случаях это будет необходимо, этого следует избегать. То же самое и с оборудованием. Зачем тратить топливо? Закрой это.

3. Холостой ход вредит двигателю

Вредит ли работа двигателя на холостом ходу дизельному двигателю? Да. Когда дизельный двигатель работает на холостом ходу, он наносит ему больше повреждений, чем при нормальной работе. Эксплуатация дизельного двигателя на низких оборотах приведет к износу внутренних компонентов в два раза больше, чем при работе с нормальной нагрузкой. Это повысит затраты на техническое обслуживание и сократит срок службы двигателя.

Этот факт действительно шокирует меня. Я не могу поверить, что это действительно приводит к износу вашего двигателя , 2 умноженного на , на холостом ходу. Это действительно безумие, если подумать о количестве холостых оборотов в дизельных двигателях.

Вот почему производители обычно классифицируют приложения с большим временем простоя как для тяжелых условий эксплуатации и рекомендуют более агрессивный график технического обслуживания.

Холостой ход фактически вызывает накопление углерода в двигателе.Высокий процент простоев также приведет к зеркальному остеклению стенок цилиндров. Зеркальное остекление Это когда на стенках, окружающих ваши поршни, есть зеркальная отделка. Это приведет к прохождению большего количества масла через поршневые кольца и созданию большого количества прорыва масла.

Основная причина, по которой это вызывает повреждения, заключается в том, что дизелям необходимо работать при более высоких температурах. Для полного сгорания топлива дизельному топливу требуется очень высокая температура камеры сгорания.

Без этой температуры будет накопление углерода.С этим накопление углерода приводит ко всем другим проблемам. Дизели должны работать под нагрузкой, чтобы выжать из них максимальную отдачу. Низкое время простоя продлит ваш двигатель.

4. Дизельным двигателям не нужно долго простаивать холодным утром

Нужно ли запускать дизель и запускать его холодным утром? Нет. Современные виды топлива решили большинство проблем гелеобразования и водной смеси для жителей Северной Америки, за исключением экстремальных температур

Нет необходимости заводить грузовики зимой, если вы заранее сделали все правильно.В некоторых случаях вы хотите попытаться сэкономить батареи, но вам следует оснастить свое оборудование и транспортные средства зарядными устройствами непрерывного действия в суровых климатических условиях . Это сохранит аккумулятор без повреждений. См. Полное руководство по запуску дизельного двигателя в холодную погоду

В суровых зимних условиях двигатель также следует оборудовать блочным подогревателем. Это будет поддерживать движение охлаждающей жидкости и нагревать блок примерно до 150 F, в зависимости от настройки. Это сделает запуск двигателя ненужным.

5. Дизельным двигателям не нужно 5 минут простоя утром

Нужно ли прогревать дизельные двигатели? Да. Большинство производителей рекомендуют поработать на холостом ходу в течение 3 минут перед запуском двигателя под нагрузкой.

Всегда обращайтесь к руководству оператора, чтобы узнать точные технические характеристики вашего двигателя.

Это распространенное заблуждение. Современные дизельные двигатели не требуют времени для прогрева, как в прошлые годы. Было сделано много усовершенствований, позволяющих сократить время разогрева и надолго сохранить высокий уровень.Вы обнаружите, что для большинства из них требуется не более 3 минут, прежде чем вы загрузите двигатель.

Помните, однако, что дизельное топливо предназначалось для нагрузки. Любое время простоя, не связанное с техническим обслуживанием, плохо и приведет к ненужному износу вашего двигателя.

6. Вы все еще должны бездействовать перед выключением

Как долго я должен дать дизельному топливу остыть? 3-5 минут. Это позволит маслу остыть в турбонагнетателе, пока двигатель работает на холостом ходу.

Если вы увеличите обороты двигателя, а затем выключите его, это вызовет повреждение и износ турбокомпрессора, поскольку давление масла падает, и он все еще вращается на очень высоких оборотах.Современные турбокомпрессоры могут иметь частоту вращения турбины выше 100 000 об / мин! 😮 Даже старые модели будут иметь обороты от 40 000 до 60 000 оборотов в минуту.

На этих скоростях смазка подшипников турбокомпрессора очень важна для долговечности вашей турбины. Турбокомпрессор должен остановиться до того, как вытечет масло. В противном случае вы скоро включите еще один турбо. 💰 Не стоит.

Просто дайте ему поработать несколько минут после того, как вернетесь или когда закончите с оборудованием в течение дня.Это избавит вас от преждевременной поломки некоторых компонентов и избавит вас от головной боли, связанной с их заменой.

7. Никогда не работайте на холостом ходу сразу после ремонта двигателя

Если вы дорабатываете двигатель после восстановления, худшее, что вы можете сделать, — это допустить длительное время простоя. Почему? Если вы запустите двигатель в течение нескольких часов после ремонта без нагрузки, это ускорит износ всех внутренних компонентов.

Двигатель нуждается в нагрузке до обкатки . Они называют это посадочных мест кольцами.Кольца нуждаются в таком большом количестве сгорания, которое давит на них, чтобы заставить их расширяться относительно стенки цилиндра, препятствуя прохождению масла. Установка колец предотвратит остекление стенки цилиндра и обеспечит нормальный износ двигателя.

Цилиндр должен иметь так называемую перекрестную штриховку и не отражать. Штриховка позволяет кольцам прилегать к стенкам цилиндра или гильзы.

Примечание: Ремонт остекления невозможен.Лайнер или блок нужно будет заменить. Так что холостой ход может буквально испортить ваш двигатель.

Большинство компаний и правительственных агентств сейчас очень стараются прекратить простои своих транспортных средств и оборудования. Это понятно, поскольку со временем затраты увеличиваются. В частности, в больших масштабах это могут быть миллионы долларов из прибыли или повышение налогов.

8.

Сколько миль равен одному часу простоя?

Пробег не регистрируется одометром на холостом ходу.Один час холостого хода равен от 25 до 30 миль езды.
Верно! 30 миль в час. Это действительно может складываться, когда вы думаете о таких агрегатах, как вакуумные грузовики, у которых есть время отбора мощности. это действительно заставляет вас переосмыслить, как держать вашу кабину красивой и поджаренной всю ночь на стоянке.

По возможности лучше избегать холостого хода, но мы знаем, что это не всегда возможно, и в этот момент мы должны идти в ногу с временем простоя.

Некоторые производители записывают для вас время простоя, если нет, вы всегда можете вести бумажный журнал.Таким образом, вы сможете вовремя выполнить свою работу по обслуживанию. Кроме того, вы можете заменить чувствительные детали в двигателе.

ВСУ может спасти ваш двигатель

APU — вспомогательная силовая установка. Это используется в основном для грузовиков. Для водителей, которые либо спят в своем грузовике, либо простаивают очень долгое время. С APU вы можете избежать простоя двигателя, убивающего его.

APU обеспечивает мощность для тех вещей, для которых водитель может захотеть, чтобы двигатель работал на холостом ходу.Такие вещи, как кондиционер, питание для зарядки телефона, просмотр Netflix и т. Д. Это может убрать весь износ компонентов и просто бегать, чтобы делать все те побочные вещи, которые хотят водители.

Однако их стоимость может быть довольно высокой. По данным Североамериканского совета по эффективности грузовых перевозок (NACFE), APU стоят от 8 500 до 13 000 долларов за единицу, установленную в оборудовании.

Это высокая стоимость, но преждевременная замена двигателя может быть намного хуже.

Подведение итогов

В следующий раз, когда вы будете сидеть дольше, чем несколько минут, запомните этот список и высокую цену, которую придется заплатить за это немного времени в кабине переменного тока.Это действительно того стоит? Время простоя — враг дизельных двигателей, и его предотвращение может продлить срок службы вашего двигателя.

Хотите получить свой ASE, но ненавидите читать? 📕

Теперь вы можете слушать учебные пособия с помощью Audible Щелкните здесь, чтобы прослушать учебные пособия бесплатно! Предоставлено Amazon. Вы можете буквально зарегистрироваться, изучить, пройти, а затем отменить до окончания бесплатной пробной версии.

Вот ссылка на ASE Audio Study Guide Audible Audible Audiobook, если у вас уже есть учетная запись Audible.

Двигатель внутреннего сгорания и газовая турбина — время запуска

Во время запуска газовая турбина (ГТ) подвергается последовательности увеличивающегося вращения компрессора для достижения скорости зажигания, зажигания, ускорения турбины до скорости самоподдержания, синхронизации и нагрузки. Во время запуска ГТ существуют многочисленные термомеханические ограничения, в том числе ограничения скорости воздушного потока через лопатки компрессора для предотвращения срыва, пределы колебаний и пределы температуры сгорания для предотвращения усталости лопаток турбины, при этом важным параметром является температура на входе в турбину.Технология авиационных газовых турбин лучше подходит для частых запусков и для работы по требованию. Современные авиационные газовые турбины способны быстро запускать менее 10 минут. Однако частые и быстрые запуски могут повлечь за собой штрафы за обслуживание.

При работе в комбинированном цикле парогенератор-утилизатор (HRSG) накладывает дополнительные тепловые ограничения на газотурбинную электростанцию, поскольку высокотемпературная среда подвергает компоненты HRSG тепловым нагрузкам.HRSG напрямую соединен с газовой турбиной, поэтому изменения в выхлопных газах турбины вызывают градиенты потока, температуры и давления внутри HRSG. Эти градиенты необходимо тщательно контролировать, чтобы предотвратить неблагоприятные воздействия, такие как усталость материала, ползучесть (повреждение, вызванное высокими температурами) и коррозия. Во избежание ударов запуск ПГРТ из холодных условий занимает больше времени, чем из жарких. Определение «горячих» условий варьируется в зависимости от производителя, но обычно определяется как период от восьми (8) до 16 часов после отключения HRSG.В результате время, прошедшее с момента последнего выключения, сильно влияет на время запуска. Некоторые производители используют прямоточные котлы-утилизаторы для преодоления ограничений по температуре и давлению при пуске, которые существуют в паровых барабанах.

ПГУ

также подлежат очистке для предотвращения самовоспламенения от возможного скопления горючих газов в газовой турбине, HRSG и выхлопных системах. Перед перезапуском агрегата требуется продувка. Время продувки зависит от объема котла и потока воздуха через HRSG и обычно составляет около 15 минут.Это время продувки добавляется к общему времени начала. Кроме того, паровая турбина может ограничивать скорость загрузки ГТ, если температура пара на выходе из ПГРТ превышает пределы для паровой турбины. Чтобы избежать этого, может потребоваться согласование температуры с использованием удержания GT при увеличении нагрузки.

Чтобы обеспечить более быстрый запуск, производители ПГУ попытались отделить запуск газовой турбины от ПГРТ и прогрева паровой турбины. Были разработаны варианты пуска с улучшенными технологическими процессами и оборудованием, которые можно использовать в условиях горячего пуска.«Кредит на продувку» позволяет завершить очистку системы при выключении, устраняя необходимость в дополнительной продувке при следующем запуске. Кредит на продувку можно использовать только в некоторых ПГРТ, которые не имеют канальных горелок и где ГТ работает только на природном газе. Байпасные заслонки могут использоваться для ограничения потока выхлопных газов в HRSG. Однако оборудование по контролю за выбросами оксидов азота (NOx) и оксида углерода (CO) обычно входит в состав HRSG, и экологические нормы для этих выбросов могут запрещать запуск ГТ без HRSG.Другой способ отделения ПГРТ и паровой турбины от выхлопного газа ГТ предусматривает использование регуляторов разбрызгивания воды или регуляторов подачи воздуха для регулирования температуры пара, так что нагрузка газовой турбины не ограничивается согласованием температуры. Это обеспечивает параллельную загрузку газовой турбины и паровой турбины.

Хотя условия горячего запуска ПГУ несколько различаются в зависимости от производителя, поддержание под напряжением электрических систем, продувка и контроль температуры пара обеспечивают время запуска ПГУ примерно от 30 до 35 минут с момента начала последовательности запуска.Это примерно вдвое меньше, чем при обычном горячем пуске, который требует продувки и удержания газовой турбины. В простом цикле опубликованное время запуска газовых турбин составляет от 10 до 15 минут.

границ | Снижение расхода топлива в приводном цикле дизельного двигателя за счет использования деактивации цилиндров для поддержания температуры компонентов системы нейтрализации выхлопных газов в рабочих условиях холостого хода и низкой нагрузки

1. Введение

Ограничения на выхлопные трубы для тяжелых дорожных дизельных двигателей в США в настоящее время равны нулю.2, 0,01 и 0,14 г / л.с.-час для оксидов азота (NOx), твердых частиц (PM) и несгоревших углеводородов (UHC), соответственно (Агентство по охране окружающей среды США, 2010). Системы контроля выбросов дизельных двигателей включают в себя стратегии как на двигателе, так и на системе нейтрализации выхлопных газов. Система последующей обработки обычно включает в себя катализатор окисления дизельного топлива (DOC), дизельный сажевый фильтр (DPF) и систему избирательного каталитического восстановления (SCR). DOC преобразует UHC в диоксид углерода и воду, DPF улавливает PM, а система SCR снижает NOx.Интегрированная система последующей обработки обычно требует рабочих температур, превышающих 200 ° C, для эффективной работы, требуя реализации «терморегулирования» для достижения и поддержания желаемых рабочих температур (Blakeman et al., 2003; Song et al., 2007; Charlton et al., 2010; Hou et al., 2010; Gehrke et al., 2013; Stadlbauer et al., 2013).

Обычные стратегии управления температурным режимом последующей обработки дизельного двигателя включают поздний впрыск топлива в цилиндр, дросселирование впускного воздушного клапана, дросселирование выхлопных газов (с использованием клапана или турбокомпрессора с изменяемой геометрией) и дозирование топлива катализатором окисления.Все эти стратегии, будучи эффективными для ускоренного разогрева компонентов последующей обработки, также приводят к увеличению расхода топлива (Maiwald et al., 2010).

Деактивация цилиндров (CDA) обычно ассоциируется с улучшением топливной экономичности за счет сокращения работы насоса. В бензиновых двигателях CDA тщательно изучается для повышения эффективности использования топлива на низких скоростях и малых нагрузках за счет снижения потерь на дросселирование (Leone and Pozar, 2001; Falkowski et al., 2004). CDA в бензиновых двигателях также была реализована в серийных автомобилях — например, двигатели GM V-6 и V-8 используют CDA для повышения экономии топлива до 5% (McCarthy, 2016), в то время как Honda внедрила CDA в свои 3.5-литровый двигатель V6 для снижения расхода топлива на 7%.

CDA в дизельных двигателях также может улучшить расход топлива за счет снижения насосных потерь и повышения термического КПД тормозов. Улучшение расхода топлива на 5–25% на дизельном двигателе было продемонстрировано путем внедрения CDA в установившемся режиме работы с низкой нагрузкой (Ramesh et al., 2017). Ding et al. (2015) экспериментально продемонстрировали, что CDA в сочетании с другими стратегиями VVA, включая позднее закрытие впускного клапана (LIVC) и внутреннюю систему рециркуляции отработавших газов (iEGR), при малонагруженных и нагруженных режимах холостого хода, позволяют улучшить компромисс между экономией топлива и регулированием температуры по сравнению с с обычными стратегиями управления температурным режимом.Было показано, что CDA приводит к температуре выхлопных газов, способной к пассивной регенерации DPF в условиях круиза по шоссе (Lu et al., 2015).

В этом документе CDA демонстрируется как конкурентная стратегия, направленная на одновременное снижение расхода топлива и поддержание температуры в системе нейтрализации выхлопных газов за счет реализации в условиях нагруженного холостого хода и на соответствующих участках HD-FTP, где BMEP <3 бар, тем самым устанавливая CDA как эффективный метод улучшения компромисс между расходом топлива и выбросами NOx из выхлопной трубы.

2. Экспериментальная установка

Представленные здесь экспериментальные данные были получены на рядном шестицилиндровом дизельном двигателе Cummins, оборудованном электрогидравлической системой срабатывания регулируемого клапана (VVA). Динамометр переменного тока позволяет проводить испытания как в установившемся, так и в переходном режиме вождения.

2.1. Конфигурация двигателя и приборы

Двигатель оборудован системой впрыска Common Rail, системой рециркуляции выхлопных газов с охлаждением под высоким давлением (EGR) и турбонаддувом с изменяемой геометрией турбины (VGT).На рис. 1 представлена ​​схема системы вентиляции двигателя.

Рисунок 1 . Схема системы вентиляции двигателя с указанием положения соответствующих исполнительных механизмов и датчиков.

Давление в цилиндрах измеряется для каждого из шести цилиндров с помощью датчиков давления Kistler 6067C и AVL QC34C через модуль AVL 621 Indicom. Поток свежего воздуха в двигатель измеряется с помощью элемента ламинарного потока. Расход топлива измеряется гравиметрически с помощью устройства Cybermetrix Cyrius Fuel Subsystem (CFS).Концентрации CO ₂ на впуске и выпуске измеряются с помощью анализаторов Cambution NDIR500, что позволяет рассчитать долю рециркуляции отработавших газов. Для измерения концентрации NOx используется быстрый анализатор Cambution fNOx400. Концентрации CO ₂ и NOx также измеряются с помощью анализаторов California Analytical Instruments NDIR600 и HCLD600 соответственно. Несгоревшие углеводороды измеряются с помощью анализатора CAI HFID600.

Температуры охлаждающей жидкости, масла и газа в различных местах измеряются с помощью термопар.Данные отслеживаются и регистрируются через интерфейс dSPACE. Модуль управления двигателем (ECM) подключен к системе dSPACE через общий последовательный интерфейс (GSI), который позволяет от цикла к циклу контролировать и управлять заправкой и различными другими функциями двигателя.

2.2. Система срабатывания регулируемого клапана

Схема системы VVA показана на рисунке 2. Электрогидравлическая система регулируемого срабатывания клапана (VVA) обеспечивает гибкое, независимое от цилиндра, циклическое управление работой клапана.Каждая пара впускных и выпускных клапанов приводится в действие независимо. Обратная связь по положению для каждой пары клапанов измеряется с помощью линейно-регулируемого дифференциального трансформатора (LVDT). В dSPACE реализован контроллер реального времени для управления срабатыванием клапана.

Рисунок 2 . Схема системы срабатывания регулируемого клапана.

Профили клапанов для активных цилиндров в этой работе сохранены такими же, как профили стандартных клапанов, как показано на рисунке 3. CDA для трех цилиндров достигается путем деактивации впрыска топлива и движения клапана для цилиндров 4, 5 и 6, как показано на рисунке 4.Заправка увеличена (почти вдвое) в трех активированных цилиндрах для поддержания тормозного момента.

Рисунок 3 . Профили впускных и выпускных клапанов с обычным распредвалом.

Рисунок 4 . В отключенных цилиндрах нет впрыска топлива, и их клапаны закрыты во время CDA. Количество впрыскиваемого топлива увеличивается вдвое, чтобы активные цилиндры в CDA могли обеспечить требуемый тормозной момент.

2.3. Система дополнительной обработки

На рис. 5 показана схема системы последующей обработки (A / T) в испытательной установке.Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) окисляет несгоревшие углеводороды и монооксид углерода с образованием диоксида углерода и воды. Дизельный сажевый фильтр (DPF) физически улавливает твердые частицы, а система избирательного каталитического восстановления (SCR) способствует реакции между впрыснутой мочевиной, оксидами азота (NOx) и другими частицами в выхлопных газах с образованием азота и воды (Koebel et al., 2000). Система SCR на экспериментальном испытательном стенде в настоящее время настроена для пассивной работы без введения мочевины.

Рисунок 5 . Система доочистки дизельного двигателя (A / T) состоит из дискретных модулей снижения выбросов, а также системы впрыска мочевины и необходимого оборудования, такого как термопары и средства измерения выбросов. Обратите внимание, что SCR в испытательной установке в настоящее время используется в пассивном режиме без введения мочевины.

3. Анализ эффективности

Анализ эффективности цикла двигателя реализован, чтобы лучше понять влияние CDA и традиционных стратегий терморегулирования АКП.Эффективность открытого цикла (OCE) отражает эффективность процесса газообмена, эффективность замкнутого цикла (CCE) представляет собой эффективность сгорания, а механический КПД (ME) учитывает потери на трение и дополнительные потери (Stanton, 2013). Три показателя эффективности влияют на термический КПД тормоза (BTE), как показано в уравнении (1) (дополнительную информацию см. В Stanton et al. (2013)).

4. Последующая обработка (A / T) Управление температурным режимом Актуальность простоя во время HD-FTP

Раздел 1065.530 Свода федеральных правил EPA (Агентство по охране окружающей среды США, 2017 г.) определяет последовательность испытаний для цикла привода HD-FTP, включая цикл холодного пуска, выдержки и цикла горячего пуска, как показано на Рисунке 6. Цикл топлива потребление, совокупные NOx на выходе из двигателя и совокупные NOx в выхлопной трубе для последовательности испытаний рассчитываются путем взвешенного суммирования расхода топлива, совокупных NOx на выходе из двигателя и совокупных NOx в выхлопной трубе циклов холодного и горячего запуска.Холодный пуск имеет весовой коэффициент 1/7, а горячий пуск имеет весовой коэффициент 6/7 (Агентство по охране окружающей среды США, 2017).

Рисунок 6 . Профили скорости и крутящего момента для HD-FTP показывают, что почти 40% операций HD-FTP происходит в режиме холостого хода. Затененные серые области выделяют участки холостого хода (800 об / мин / 1,3 бара), а соответствуют BMEP <3 бар, где потенциально может быть реализован CDA.

На рисунке 6 показано, что примерно 40% цикла HD-FTP проводится в режиме ожидания, здесь предполагается, что это 800 об / мин / 1.BMEP 3 бар, что соответствует обычному среднему диапазону применений. Следовательно, температура на выходе из двигателя и расход выхлопных газов в этом состоянии оказывают значительное влияние на способность двигателя нагревать, поддерживать или охлаждать компоненты АКП до желаемых уровней.

В следующем разделе подробно обсуждаются расход топлива, температура на выходе из двигателя, расход выхлопных газов и характеристики выбросов как в обычных шестицилиндровых, так и в полумоторных рабочих режимах CDA во время установившегося холостого хода.Цель состоит в том, чтобы обеспечить сравнение характеристик управления температурным режимом АКП обычных шестицилиндровых двигателей и CDA половинного двигателя в условиях холостого хода.

5. Результаты — Рабочие стратегии при 800 об / мин / 1,3 бар на холостом ходу для управления температурным режимом A / T: разогрев и поддержание тепла

Для повышения температуры компонентов АКП желательны как повышенные температуры на выходе из двигателя, так и повышенная скорость потока выхлопных газов. Температура на выходе из двигателя должна быть не менее 200 ° C для прогрева компонентов АКП до 200 ° C, при этом более высокий расход выхлопных газов (или температура на выходе из двигателя) ускоряет процесс прогрева.После того, как компоненты АКП достигли желаемых температур, для поддержания этих температур требуется повышенная температура на выходе из двигателя; однако в повышенных расходах выхлопных газов больше нет необходимости. Более низкие скорости потока выхлопных газов предпочтительны для уменьшения эффекта охлаждения в случае, если температура на выходе из двигателя упадет ниже температуры достаточно прогретой системы АКП. В этом разделе делается упор на работу двигателя в установившемся режиме, тогда как сравнения во время переходной работы двигателя (по ездовому циклу HD-FTP) подробно описаны в следующем разделе.В этом разделе сравниваются вышеупомянутые воздействия температуры на выходе из двигателя и расхода выхлопных газов на прогрев / нагрев АКП для следующих четырех рабочих стратегий на установившемся холостом ходу (800 об / мин / 1,3 бар).

1. Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу — обычный режим работы шестицилиндрового двигателя с целью достижения наилучшего удельного расхода топлива при торможении (BSFC). Эта стратегия реализует топливосберегающие профили впрыска с началом тепловыделения вблизи верхней мертвой точки и характеризуется низкой температурой на выходе из двигателя и расходом выхлопных газов, что несовместимо с прогревом АКП или режимом сохранения тепла.Стратегия «Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» включена сюда в качестве основы для демонстрации увеличения расхода топлива, обычно требуемого в обычных системах двигателя для повышения и поддержания желаемых температур АКП для текущего соответствия требованиям по выбросам выхлопных газов.

2. Прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу — обычная работа шестицилиндрового двигателя с упором на повышение температуры АКП. Эта стратегия использует полностью закрытый VGT и четыре поздних впрыска (которые приводят к неэффективному с точки зрения расхода топлива отложенному тепловыделению) для повышения температуры на выходе из двигателя и расхода выхлопных газов для ускоренного прогрева АКП, хотя и за счет повышенного расхода топлива. .

3. Шестицилиндровый двигатель АКП с подогревом на холостом ходу — обычный режим работы шестицилиндрового двигателя с упором на поддержание повышенных температур АКП при максимально возможной экономии топлива. Подобно стратегии «прогрева АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу», эта стратегия реализует неэффективное по топливу отложенное тепловыделение для поддержания повышенных температур на выходе из двигателя для работы АКП в режиме ожидания и включает в себя в основном закрытый VGT для улучшения топливная экономичность по сравнению со стратегией «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» за счет снижения насосных потерь.

4. CDA A / T с половинным двигателем, холостой ход с подогревом —Работа с трехцилиндровым двигателем позволяет поддерживать желаемую температуру A / T более экономичным способом, чем это возможно с помощью шестицилиндрового A / T. теплый холостой ход ». Деактивация трех цилиндров уменьшает воздушный поток (но не ниже уровней, необходимых для полного сгорания с низким уровнем дыма), повышая температуру на выходе из двигателя (за счет снижения соотношения воздух-топливо) с меньшим расходом топлива (из-за меньшей работы насоса) . Эта стратегия предусматривает достаточно высокие температуры на выходе из двигателя и более низкий расход выхлопных газов, что помогает снизить скорость охлаждения прогретых компонентов АКП на более поздних этапах цикла движения.

Первые две стратегии соответствуют работе стандартного двигателя в тех случаях, когда система нейтрализации выхлопных газов: (i.) Уже полностью прогрета и (ii.) Требует терморегулирования, соответственно. Положение клапана рециркуляции отработавших газов и давление в рампе для последних двух стратегий были изменены, чтобы реализовать выбросы NOx из двигателя, несгоревшие углеводороды и твердые частицы в соответствии со стратегиями запаса. Общее количество топлива было изменено для достижения желаемого крутящего момента. Испытания проводились в строгом соответствии с механическими ограничениями, указанными в таблице 1.

Таблица 1 . Механические ограничения.

На рисунке 7 сравниваются профили закачки, используемые для каждой из описанных выше стратегий. Стратегия «Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» включает впрыск топлива и последующее тепловыделение около ВМТ (см. Рисунок 7A), поскольку это соответствует низкому расходу топлива. Для достижения повышенных температур на выходе из двигателя в стратегиях «прогрева АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «нагрева АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» используются четыре отложенных впрыска и последующие отложенные тепловыделения (согласно рисункам 7B, C. ).Стратегия «Половина двигателя CDA A / T остается прогретым на холостом ходу» обеспечивает желаемые повышенные температуры на выходе из двигателя (за счет более низкого соотношения воздух-топливо за счет уменьшения расхода воздуха) с двумя поздними впрысками (вместо четырех поздних впрысков) (см. Рисунок 7D). Обратите внимание, что это не самая экономичная стратегия для CDA с половинным двигателем в этой рабочей точке, и она все же более эффективна, чем наиболее эффективная стратегия работы с 6-цилиндровым двигателем.

Рисунок 7 . Экспериментальный ток топливной форсунки и тепловыделение для четырех стратегий при 800 об / мин / 1.3 бар. Стратегия (A) «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» предусматривает два ранних впрыска, в то время как стратегии, предполагающие работу с шестью цилиндрами в стратегии управления температурой (B, C) , имеют четыре поздних впрыска для получения повышенной температуры на выходе из турбины. Два отсроченных впрыска используются для стратегии (D) «полу-двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» для поддержания желаемых температур A / T с экономией топлива.

Рисунок 8 показывает, что стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» имеет самую высокую температуру на выходе из двигателя (260 ° C) и расход выхлопных газов, оба из которых являются предпочтительными для прогрева компонентов АКП — за счет высочайшего расхода топлива.Для сравнения, стратегия «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» имеет более низкий расход топлива, а также гораздо более низкую температуру на выходе из двигателя (146 ° C) и меньший поток выхлопных газов, что не соответствует требованиям ни для прогрева АКП, ни для Работа АКП в режиме подогрева. Это сравнение демонстрирует потери топлива, которые обычно требуются при работе обычного шестицилиндрового дизельного двигателя, чтобы соответствовать требованиям управления температурным режимом АКП.

Рисунок 8 . Экспериментальные результаты при 800 об / мин / 1.3 бара на холостом ходу. Стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» обеспечивает быстрый прогрев АКП за счет повышения температуры и расхода на выходе из двигателя, хотя и за счет увеличения расхода топлива. Стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» обеспечивает экономичное поддержание температуры компонентов A / T за счет повышения температуры на выходе из двигателя, низкого расхода выхлопных газов и низкого расхода топлива.

После того, как компоненты АКП достигли желаемых температур (как будет показано ниже, примерно на 40% пути через HD-FTP), для Поддержание температуры АКП.Стратегия «холостого хода с подогревом АКП с шестью цилиндрами», показанная на рис. 8, является примером такой стратегии работы с 11% -ной экономией топлива за счет снижения температуры на выходе из двигателя на 20 ° C. Обратите внимание, что эта стратегия по-прежнему имеет существенно более высокий расход топлива, чем стратегия «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу», поскольку она включает поздний впрыск и в основном закрытый VGT.

Рисунок 8 демонстрирует, что CDA допускает температуру на выходе из двигателя выше 200 ° C и самый низкий расход выхлопных газов, при этом расход топлива на 40, 33 и 4% ниже, чем при «прогреве шестицилиндрового АКП». на холостом ходу », стратегии« Шестицилиндровый АКП с подогревом на холостом ходу »и« Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу »соответственно.Таким образом, стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» является предпочтительной экономичной стратегией для поддержания A / T выше примерно 200 ° C. Уменьшение расхода выхлопных газов (за счет уменьшенного вытесненного объема) снижает скорость охлаждения компонентов АКП, в то время как температура АКП превышает 200 ° C. Другими словами, из четырех рабочих стратегий предпочтительна стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» для экономичного поддержания повышенных температур компонентов A / T. Это будет продемонстрировано через HD-FTP в следующем разделе этой статьи.

На рисунке 9 для каждой из четырех стратегий холостого хода показано приблизительное значение относительной скорости теплопередачи от выходного газа двигателя к слоям катализатора системы АКП. Рассматривая слои катализатора DOC, DPF и SCR как одну сосредоточенную массу при мгновенной температуре T _слой , скорость теплопередачи можно приблизительно оценить с помощью уравнения (2) (Ding et al., 2015).

Рисунок 9 . Расчетные нормализованные результаты теплопередачи для четырех стратегий при 800 об / мин / 1.3 бар. Прогрев катализатора происходит быстрее всего во время стратегии «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу». Как только температура катализатора достигает желаемой температуры (например, 300 ° C), предпочтительна стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу», учитывая более низкий расход выхлопных газов и повышенную температуру на выходе из двигателя.

q = C × m⋅exh55 × (Texh − Tbed) (2)

m⋅exh — расход газа на выходе из двигателя, T _exh — температура газа на выходе из двигателя и C — постоянная величина, которая зависит от геометрии и материала катализатора.

Эта простая модель дает приблизительную скорость теплопередачи от выхлопного газа к системе A / T для данной эффективной температуры слоя в зависимости от экспериментально измеренных расхода и температуры на выходе из двигателя для каждой из четырех стратегий холостого хода. Положительная скорость теплопередачи соответствует разогреву катализатора, поскольку тепло передается от выхлопных газов к катализатору. Отрицательная скорость теплопередачи соответствует охлаждению катализатора, поскольку тепло передается от катализатора к выхлопным газам.Нормализованная скорость теплопередачи остается положительной, пока температура слоя катализатора T _слоя ниже температуры газа на выходе из двигателя T _exh и происходит прогрев катализатора. Нормализованная скорость теплопередачи отрицательна, когда T _слой выше T _exh и происходит охлаждение катализатора. Таким образом, «переход через нуль» на рисунке 9 для каждой из четырех стратегий соответствует T _exh для соответствующей стратегии.Согласно уравнению (2), наклон нормализованных линий теплопередачи на рисунке 2 пропорционален m⋅exh55. Следовательно, наклон линии более крутой для более высокого расхода выхлопных газов. В результате и в соответствии с ожиданиями более высокая скорость потока выхлопных газов приводит к более высокой скорости прогрева, когда T _слой ниже, чем T _exh . Однако более высокий расход выхлопных газов соответствует более быстрому охлаждению катализатора, когда T _слой выше, чем T _exh .В результате на рис. 2 показано, что для температуры катализатора ниже примерно 200 ° C предпочтительна стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу». Однако для температур катализатора выше примерно 200 ° C предпочтительна стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу», поскольку она может охлаждать катализатор медленнее, чем другие стратегии, и одновременно потреблять меньше топлива.

Таким образом, рисунок 9 демонстрирует, что: (i) стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» предпочтительна для прогрева АКП и (б) «полу-двигатель CDA A / T остается. Стратегия «теплый холостой ход» предпочтительна для поддержания повышенных температур компонентов АКП.В следующем разделе мы продемонстрируем это с помощью экспериментальных результатов HD-FTP.

На рисунке 10 показан результат анализа эффективности цикла для каждой из четырех стратегий. Основным фактором более высокого расхода топлива (т. Е. Более низкой термической эффективности тормозов (BTE)) для стратегий «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «подогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» является более низкий открытый цикл. КПД за счет более высокого давления в выпускном коллекторе. Более высокое давление в выпускном коллекторе приводит к большим неэффективным с точки зрения расхода топлива контурам откачки (согласно Рисунку 11) и вызвано комбинацией отложенного тепловыделения (согласно Рисункам 7B, D) и полностью / в основном закрытыми положениями VGT, используемыми для этих стратегий.Более конкретно, задержанные тепловыделения увеличивают давление в выпускном коллекторе за счет повышенного давления в цилиндре во время такта расширения и продувки. Полностью / в основном закрытый VGT увеличивает давление в выпускном коллекторе за счет ограничения потока между выпускным коллектором и выпускными объемами турбины. С другой стороны, стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» имеет меньший насосный контур и более высокий КПД открытого цикла, чем даже стратегия «Лучшая эффективность шестицилиндрового двигателя на холостом ходу».Это результат уменьшения воздушного потока в двигателе за счет меньшего смещенного объема, а также более раннего впрыска топлива и в основном открытого положения VGT.

Рисунок 10 . Эффективность экспериментального цикла для четырех стратегий при 800 об / мин / 1,3 бар. Основным фактором более высокого расхода топлива для стратегий «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «подогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» является более низкая эффективность открытого цикла в результате отложенного впрыска топлива и полностью / в основном закрытые позиции VGT.Расход топлива для стратегии «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» ниже, чем для стратегии «Лучшая эффективность шестицилиндрового двигателя на холостом ходу» в результате более высокой эффективности открытого цикла, которая выше из-за более низких насосных потерь через меньше смещенный объем во время CDA.

Рисунок 11 . Экспериментальные диаграммы PV для четырех стратегий при 800 об / мин / 1,3 бар. Контуры нагнетания являются самыми большими для стратегий «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «подогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» в результате полностью закрытых положений VGT и задержки SOI.Увеличенная работа насоса требует более высокого расхода топлива, повышения температуры на выходе из двигателя и расхода для прогрева АКП. Насосный контур является самым маленьким для стратегии «Полудвигатель CDA A / T с подогревом на холостом ходу» в результате меньшей работы по перекачке за счет уменьшенного смещенного объема.

На рисунке 12 показаны измеренные выбросы вне двигателя для каждой из четырех стратегий. Положение клапана рециркуляции ОГ и давление в рампе были отрегулированы таким образом, что выбросы для стратегий «Шестицилиндровый АКП с подогревом на холостом ходу» и «Половина двигателя CDA с подогревом на холостом ходу» были сопоставимы с выбросами для «Шести -цилиндр с максимальной эффективностью на холостом ходу »Результатом является« прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу ».

Рисунок 12 . Результаты экспериментов по выбросам для каждой из четырех стратегий при 800 об / мин / 1,3 бар.

В этом разделе показано, что стратегии неэффективного использования топлива, а именно отложенная SOI и полностью / в основном закрытые положения VGT, могут использоваться на холостом ходу для повышения температуры на выходе из двигателя и расхода для прогрева компонентов АКП при обычной работе с шестью цилиндрами. . Эти стратегии также могут использоваться для поддержания повышенных температур компонентов АКП, при этом предпочтительнее CDA с половинным двигателем, учитывая его более низкий расход топлива, повышенную температуру и более низкий расход выхлопных газов.В следующем разделе будет продемонстрировано это во время HD-FTP посредством сравнения с разрешением ездового цикла кумулятивных прогнозируемых NOx в выхлопной трубе и измеренного расхода топлива.

6. Половина двигателя CDA на участках HD-FTP с BMEP ниже 3 бар

В предыдущем разделе CDA для половины двигателя был представлен как стратегия экономии топлива на холостом ходу с нагрузкой для поддержания температуры компонентов АКП, когда они достигают 200 ° C, за счет снижения расхода выхлопных газов и достаточных температур на выходе из двигателя для предотвращения охлаждения АКП. .Чтобы еще больше снизить расход топлива в течение цикла привода HD-FTP и одновременно поддерживать температуру компонентов АКП, не холостые участки HD-FTP, где BMEP <3 бар, также рассматривались для CDA половинного двигателя.

В следующем разделе представлены результаты выполнения CDA для половины двигателя как на нагруженных участках холостого хода, так и на участках, где BMEP <3 бар в последовательности испытаний HD-FTP.

7. Результаты — экономия топлива и влияние NOx в выхлопной трубе традиционных и поддерживаемых CDA стратегий управления температурным режимом в ходе HD-FTP

7.1. Результаты

В этом разделе сравниваются результаты четырех экспериментов HD-FTP, чтобы продемонстрировать, что: (i) сокращение NOx в выхлопной трубе возможно за счет неэффективных по топливу стратегий управления температурой шестицилиндрового АКП (отложенный впрыск топлива и максимально / почти закрытый Положение VGT), и (ii) аналогичные уровни NOx в выхлопной трубе возможны при значительно более низком расходе топлива за счет использования CDA половинного двигателя на холостом ходу для работы АКП в режиме подогрева. Четыре стратегии работы HD-FTP включают:

1. Цикл максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя — результат работы двигателя через HD-FTP с использованием стандартной калибровки двигателя, разработанной для максимальной экономии топлива двигателя. Эта стратегия включает в себя стратегию «Наилучшую эффективность шестицилиндрового двигателя на холостом ходу», описанную в предыдущем разделе на холостом ходу, и обеспечивает базовый уровень выбросов выхлопных газов и расхода топлива.

2. Цикл терморегулирования АКП с шестью цилиндрами — результаты работы двигателя через HD-FTP с использованием калибровки двигателя, которая соответствует текущим ограничениям выбросов на шоссе.Эта стратегия включает отложенный впрыск топлива во всех возможных рабочих условиях (включая режим без холостого хода) и максимально закрытое положение VGT на холостом ходу с нагрузкой, чтобы повысить температуру на выходе из двигателя и скорость потока. Подход использует ранее описанные стратегии «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «нагрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» во время холостого хода для частей цикла холостого хода, когда температура на выходе системы SCR ниже 200 ° C ( заштрихованные красным участки холостого хода «прогрева» на Рисунке 13) и при температуре выше 200 ° C (заштрихованные зеленые участки холостого хода «поддержание тепла» на Рисунке 13) соответственно.В не холостых условиях поздний впрыск также снижает выбросы NOx в двигатель, что вместе с более быстрым прогревом компонентов АКП снижает выбросы NOx в выхлопной трубе до приемлемых уровней. Этот рабочий режим включен, чтобы продемонстрировать увеличение расхода топлива, которое обычно требуется при работе обычного шестицилиндрового двигателя, чтобы термически управлять АКП в соответствии с текущими ограничениями по выбросам.

3. Цикл холостого хода CDA A / T с половинным двигателем — результаты выполнения «Цикла терморегулирования АКП с шестью цилиндрами» с одной модификацией: с использованием «CDA A / T с полумоторным двигателем. режим холостого хода вместо режима работы шестицилиндрового АКП на холостом ходу, когда температура на выходе SCR превышает 200 ° C (заштрихованные зеленые участки на Рисунке 13).Эта стратегия демонстрирует экономию топлива, возможную за счет использования CDA на холостом ходу для поддержания температуры компонентов АКП.

4. CDA A / T с половинным двигателем, цикл холостого хода / без холостого хода — результаты выполнения «Цикла терморегулирования АКП с шестью цилиндрами» со следующими модификациями: с использованием «CDA A / T с половиной двигателя» T остается в тепле на холостом ходу »на холостом ходу с подогревом (заштрихованные зеленые участки на рис. 13) и при работе участков« полу-двигатель CDA A / T остается в тепле без холостого хода », где BMEP <3 бар (заштрихованные коричневые участки на рис. ).Проблема с помпажем компрессора, которая первоначально наблюдалась при переходе с шести цилиндров на CDA (на высокоскоростных участках, где BMEP <3 бар), была решена путем соответствующей задержки перехода. Стратегия «Наполовину двигатель CDA A / T остается в тепле без холостого хода» демонстрирует дополнительную экономию топлива, возможную за счет использования CDA на не холостых участках HD-FTP с поддержанием температуры компонентов A / T.

Рисунок 13 . Последовательность испытаний для цикла HD-FTP. Заштрихованные красные участки соответствуют работе на холостом ходу «прогрев АКП».Заштрихованные участки зеленого цвета соответствуют режиму холостого хода АКП в режиме ожидания, а заштрихованные коричневые участки соответствуют режиму работы АКП в режиме ожидания без холостого хода, где BMEP <3 бар. Для «Цикла управления температурой АКП с шестью цилиндрами» стратегии «Прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «Шестицилиндровый АКП на холостом ходу» используются во время прогрева и остановки. -тёплые неработающие секции соответственно. Для «Цикла холостого хода CDA A / T в нагретом двигателе» во время прогрева используются стратегии «Прогрев холостого хода шестицилиндрового A / T» и «CDA A / T на холостом ходу половинного двигателя». секции холостого хода и подогрев, соответственно.Для «цикла максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя» стратегия «максимальная эффективность шестицилиндрового двигателя на холостом ходу» использовалась как для прогрева, так и для прогрева на холостом ходу.

На рисунке 14 приведены основные результаты цикла HD-FTP для каждой из этих стратегий. Как показано, снижение NOx в выхлопной трубе на 35% стало возможным благодаря стратегии «Шестицилиндровый цикл управления температурой АКП», хотя и за счет увеличения расхода топлива примерно на 5% по сравнению с HD-FTP. Внедрение «Половина двигателя CDA A / T на холостом ходу» в режиме холостого хода (как часть «Цикла на холостом ходу CDA A / T на половинном двигателе») для условий, в которых система SCR была не менее 200 ° C, приводит к очень схожим уровням NOx в выхлопной трубе с уменьшением расхода топлива на 3% по сравнению с «циклом управления температурой АКП с шестью цилиндрами».В дополнение к реализации «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» на холостом ходу, «Полумоторный CDA с подогревом на холостом ходу / без холостого хода» также использует CDA с половинным двигателем на участках без холостого хода (BMEP <3 бар), в результате чего расход топлива еще выше на 0,4% по сравнению с «циклом холостого хода CDA A / T с полумотором в горячем состоянии». В оставшейся части этого раздела статьи будут подробно описаны причины этих результатов. Результаты расхода топлива, показанные на рисунке 14, были определены путем экспериментальных измерений расхода топлива на испытательном двигателе.Измеренные температуры на выходе СКВ использовались в качестве входных данных для предполагаемой карты эффективности преобразования СКВ NOx (см. Рисунок 15) для оценки мгновенных выбросов NOx из выхлопной трубы. Затем они были объединены для получения результатов, показанных на Рисунке 14 и последующих графиках, описанных ниже.

Рисунок 14 . Улучшение расхода топлива до 3,0% может быть достигнуто за счет внедрения CDA на нагруженных холостых участках HD-FTP. Более того, улучшение на 3,4% может быть достигнуто за счет внедрения CDA на соответствующих участках без холостого хода вместе с загруженными участками холостого хода.Способность CDA поддерживать температуру A / T отражается в форме почти равного / более низкого выхода NOx из выхлопной трубы по сравнению с шестицилиндровым терморегулятором.

Рисунок 15 . Измеренная температура SCR от оборудования A / T используется для прогнозирования эффективности SCR. Кривая эффективности SCR показывает, что эффективность достигает максимального значения при температурах катализатора от 250 до 450 ° C. NOx в выхлопной трубе оценивается с использованием этой прогнозируемой эффективности SCR.

На рисунках 16–18 показаны результаты выполнения четырех вышеупомянутых стратегий через HD-FTP.Все показанные результаты были измерены экспериментально, за исключением «Эффективности SCR» и «NOx на выходе из выхлопной трубы», которые были оценены с использованием стратегии, показанной на Рисунке 15. На Рисунке 16A показано отложенное начало закачки (SOI), реализованное для «Шести». -цилиндровый цикл терморегулирования АКП »,« Цикл холостого хода CDA A / T в нагретом двигателе »и« Цикл режима холостого хода в режиме холостого хода CDA в нагретом / неработающем двигателе », за исключением жестких переходных режимов (для всех их) и во время холостого хода с подогревом для «Цикла холостого хода CDA A / T с подогревом половинного двигателя» и «Цикла холостого хода CDA с подогревом половинного двигателя / цикла холостого хода без холостого хода.”

Рисунок 16 . (A) Начало впрыска топлива (SOI), реализованное через HD-FTP для каждого из циклов. (B) позиции VGT, реализованные через HD-FTP для каждого из циклов. (C, D) Стратегии «Цикл терморегулирования АКП с шестью цилиндрами» и «Цикл холостого хода с подогревом АКП половинного двигателя» приводят к температурам газа на выходе из двигателя (C) и SCR температуры на выходе (D) , которые сопоставимы друг с другом и превосходят таковые для «цикла максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя.«Цикл на холостом ходу / без холостого хода CDA на половину двигателя» приводит к более высокой температуре на выходе EOT и SCR, чем в остальных трех циклах.

На рис. 16B показан максимально или почти полностью замкнутый VGT для всех участков холостого хода «цикла терморегулирования АКП с шестью цилиндрами», но только во время участков холостого хода прогрева «Положение АКП полу-двигателя. -Цикл холостого хода с подогревом »и« Цикл холостого хода / холостого хода CDA с подогревом половинного двигателя ». «Цикл терморегулирования АКП с шестью цилиндрами», «Цикл холостого хода АКП в полумоторном двигателе в горячем состоянии» и «Цикл в режиме холостого хода в режиме холостого хода АКП в полумоторном двигателе в режиме нагрева» и «Цикл в режиме холостого хода в режиме нагревания АКП половинного двигателя» одинаковы во время A / T фаза разогрева, как и ожидалось.

На рис. 16C показано, что температура на выходе из двигателя для «цикла терморегулирования АКП с шестью цилиндрами» и «Цикла подогрева АКП с половинным двигателем» выше, чем для «наилучшего КПД шестицилиндрового двигателя. цикл », как и ожидалось. Еще более высокие температуры на выходе из двигателя наблюдаются для «прогретого цикла АКП на холостом ходу / без холостого хода» из-за дополнительного режима работы АКД половинного двигателя во время прогретых участков без холостого хода (BMEP <3 бар). Повышенные температуры и благоприятные скорости потока выхлопных газов (не показаны) приводят к более высоким температурам на выходе SCR на протяжении всего цикла, как показано на Рисунке 16D.

Рисунок 17 демонстрирует, что эффективность преобразования SCR NOx для «Цикл холостого хода / холостого хода CDA в нагретом состоянии / без холостого хода» выше, чем у других циклов, в то время как эффективность преобразования для «Цикла холостого хода CDA полумоторного двигателя в горячем состоянии» цикл »и« Цикл терморегулирования АКП с шестью цилиндрами »сопоставимы друг с другом и выше, чем у« Цикла с максимальной эффективностью шестицилиндрового двигателя ». Это прямой результат более высоких температур на выходе SCR для этих циклов (см. Рисунок 16D). Более высокие NOx на выходе из двигателя (через более ранний SOI) и более низкая эффективность SCR для «цикла максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя» приводят к более высоким прогнозируемым NOx на выходе из выхлопной трубы по сравнению с двумя циклами терморегулирования (см. Рисунок 17).Результаты циклов холодного и горячего пуска NOx суммируются (с надлежащим взвешиванием) и сравниваются, чтобы получить различия NOx, показанные на рисунке 14.

Рисунок 17 . Улучшенные температуры на выходе системы SCR для «цикла терморегулирования АКП с шестью цилиндрами», «Цикл холостого хода CDA A / T в полумоторном двигателе» и «Цикл холостого хода CDA в режиме холостого хода / цикл без холостого хода» приводят к большей эффективности SCR по сравнению с «циклом максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя». Ранний впрыск топлива, используемый во время «цикла максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя», приводит к увеличению выбросов NOx на выходе из двигателя для этого цикла.Вышеупомянутые эффективность SCR и реакция NOx на выходе из двигателя приводят к совокупным уровням NOx на выходе из выхлопной трубы для «цикла управления температурой шестицилиндрового АКП» и «цикла холостого хода CDA A / T в полумоторном двигателе», которые аналогичны и заметно ниже, чем для «цикла максимальной эффективности 6-цилиндрового двигателя». По сравнению с другими циклами, «Цикл на холостом ходу / без холостого хода АКПП CDA на половинном двигателе» имеет более высокую эффективность SCR, что приводит к снижению выбросов NOx из выхлопной трубы.

На рисунке 18A показана совокупная разница в расходе топлива между «циклом управления температурой АКП с шестью цилиндрами» и «циклом обеспечения максимальной эффективности шестицилиндрового двигателя».«Внедрение отложенных SOI и максимально / в основном закрытых положений VGT во время« цикла управления температурой шестицилиндрового АКП »приводит к более высокому расходу топлива в течение большей части цикла, что согласуется с постоянным увеличением расхода топлива. Показана разница в расходе. На рисунке 18B показана совокупная разница в расходе топлива между «циклом управления температурным режимом шестицилиндрового АКП» и «циклом холостого хода полу-двигателя CDA A / T с подогревом». Единственная разница между этими циклами заключается в использовании режима «Половина двигателя CDA A / T на холостом ходу» во время участков холостого хода без нагрева HD-FTP, что приводит к разнице в расходе топлива только во время холостого хода с подогревом. разделы.На рисунке 18C показана разница в расходе топлива между «циклом холостого хода и не холостым ходом CDA с подогревом половинного двигателя» и «циклом регулирования температуры шестицилиндрового АКП». Видно, что различия возникают как из-за нагруженных секций холостого хода (из-за использования режима «Половина двигателя CDA A / T на холостом ходу»), так и из-за использования секций без холостого хода (из-за использования «Полудвигателя CDA A / T stay в режиме холостого хода»). «теплый без холостого хода» на участках без холостого хода, где BMEP <3 бар). Видно, что разница в расходе топлива остается относительно постоянной на других участках испытания.Различия в расходе топлива на Рисунке 14 являются результатом взвешенного суммирования холодного и горячего пусков для каждой из стратегий.

Рисунок 18 . (A) Задержка впрыска топлива и максимально / в основном закрытые положения VGT приводят к более высокому расходу топлива для «Шестицилиндрового цикла терморегулирования АКП» по сравнению с «Шестицилиндровым циклом максимальной эффективности двигателя». (B) Более эффективная работа CDA на половинном двигателе во время участков холостого хода с подогревом «Цикла холостого хода с подогревом АКП на полумоторном двигателе» приводит к снижению расхода топлива в эти периоды по сравнению с расходом топлива во время «Шестицилиндровый цикл управления температурным режимом АКП.» (C) « Цикл холостого хода / не холостого хода CDA с подогревом половинного двигателя », как видно, имеет более низкий расход топлива, чем« цикл управления температурой шестицилиндрового АКП »как на холостом, так и на холостом ходу.

7.2. Отклик по крутящему моменту CDA и достоверность цикла привода

Рисунок 19 демонстрирует, что реализация CDA с половинным двигателем на холостом ходу по-прежнему позволяет нормально реагировать на крутящий момент двигателя, что ранее поднималось в отношении динамических характеристик CDA. Достоверность реакции крутящего момента также подтверждается выполнением регрессионного анализа данных скорости цикла движения и крутящего момента.Контрольный крутящий момент и измеренный крутящий момент цикла привода сравниваются для получения значений набора статистических параметров путем выполнения регрессионного анализа. Допустимые значения этих параметров для допустимого ездового цикла вместе с полученными значениями этих параметров для приводного цикла CDA показаны в Таблице 2.

Рисунок 19 . Отклик крутящего момента во время «цикла терморегулирования АКП с шестью цилиндрами» и «Цикла холостого хода АКП в полумоторном двигателе с подогревом» по существу одинаковы, демонстрируя, что реакция крутящего момента не ухудшается при переходе двигателя в режим холостого хода. и выключен, из работы CDA половинного двигателя на холостом ходу и не на холостом ходу.

Таблица 2 . Агентство по охране окружающей среды определило статистические критерии крутящего момента в приводном цикле.

8. Заключение

Этот документ демонстрирует, что CDA можно использовать для поддержания температуры последующей обработки более экономичным способом за счет уменьшения расхода воздуха и работы по перекачке. Экспериментально продемонстрировано, что включение CDA для поддержания желаемых температур последующей обработки в режиме холостого хода и в соответствующих условиях без холостого хода (<3 бар BMEP) HD-FTP приводит к экономии топлива в 3 раза.4% по циклу HD-FTP. Дополнительные выводы включают:

1. Значительное сокращение NOx в выхлопной трубе HD-FTP (примерно на 35%) возможно с помощью стратегий управления температурным режимом последующей обработки, включая отложенный запуск впрыска (SOI) и максимально закрытые положения VGT, хотя и с повышенным расходом топлива (примерно 5%).

2. Примерно 80% этого увеличения расхода топлива можно устранить (что соответствует снижению расхода топлива на 3,4%) за счет использования CDA половинного двигателя на холостом ходу с нагрузкой в ​​качестве средства более эффективного поддержания желаемых температур компонентов системы нейтрализации выхлопных газов.

8.1. Будущие работы

1. Изучите дополнительные области в приводном цикле, где CDA может быть реализован с различным количеством рабочих цилиндров.

2. Оптимизируйте CDA на холостом ходу с нагрузкой для дальнейшего улучшения тепловых характеристик.

Авторские взносы

Лидеры усилий включают GS, JM, LF, MJ, DG и CA. Основные экспериментальные усилия от MJ, DG, CA, MV, KV и AT. Необходимая аппаратная и программная поддержка от EK и DS.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Этот проект финансируется Cummins Inc. и Eaton, а эксперименты проводятся в лабораториях Рэя У. Херрика в Университете Пердью. Экспериментальный двигатель был предоставлен Cummins Inc., а техническая помощь была предоставлена ​​как Cummins Inc., так и Eaton. Авторы также хотели бы поблагодарить своих коллег Асвина Рамеша и Троя Одстрцила, а также персонал магазина в Herrick labs, особенно Дэвида Мейера и Рона Эванса, за поддержку, которую они оказали в этой работе.

Финансирование

Cummins и Eaton профинансировали эту работу.

Сокращения

BTE, тепловой КПД тормоза; CAC, охладитель наддувочного воздуха; CCE, КПД замкнутого цикла; CDA, отключение цилиндра; DOC, катализатор окисления дизельного топлива; DPF, сажевый фильтр; ECM, блок управления двигателем; EGR, рециркуляция выхлопных газов; EOT, температура на выходе из двигателя; EPA, агентство по охране окружающей среды; ФЦП, федеральная процедура тестирования; GSI, стандартный последовательный интерфейс; LFE, элемент ламинарного потока; LVDT, линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор; ME — механический КПД; NOx, оксиды азота; OCE, эффективность открытого цикла; ТЧ, твердые частицы; SCR, селективное каталитическое восстановление; TOT, температура на выходе из турбины; UHC, несгоревшие углеводороды; VGT — турбина с изменяемой геометрией; VVA, регулируемое срабатывание клапана.

Список литературы

Блейкман П., Чиффи А., Филлипс П., Твигг М. и Уокер А. (2003). Развитие технологий доочистки дизельных выхлопных газов. Технический документ SAE 2003-01-3753 . DOI: 10.4271 / 2003-01-3753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чарльтон, С., Доллмейер, Т., и Грана, Т. (2010). Соответствует американским стандартам EPA 2010 для тяжелых условий эксплуатации и обеспечивает повышенную ценность для клиента. SAE Int. J. Commer. Veh. 3, 101–110.DOI: 10.4271 / 2010-01-1934

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Динг, К., Робертс, Л., Фейн, Д. Дж., Рамеш, А. К., Шейвер, Г. М., Маккарти, Дж. И др. (2015). Экономичное управление тепловым режимом выхлопных газов для двигателей с воспламенением от сжатия на холостом ходу за счет отключения цилиндров и гибкого срабатывания клапана. Внутр. J. Engine Res. 17, 619–630. DOI: 10.1177 / 1468087415597413

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фальковски А., Макэлви М. и Бонн М.(2004). «Проектирование и разработка системы отключения многоступенчатого цилиндра двигателя Daimlerchrysler 5,7 л hemi ^® », в Техническом документе SAE 2004-01-2106 . DOI: 10.4271 / 2004-01-2106

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Герке С., Ковач Д., Эйлтс П., Ремпель А. и Эккерт П. (2013). Исследование стратегий управления выхлопом на основе VVA с помощью одноцилиндрового исследовательского двигателя HD и систем быстрого прототипирования. SAE Int.J. Commer. Veh. 6, 47–61. DOI: 10.4271 / 2013-01-0587

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хоу Х., Ма Й., Пэн Ф., Янь Ф. и Чжан Х. (2010). «Исследование температурных характеристик технологии регенерации dpf на основе каталитического сжигания впрыска топлива», Азиатско-Тихоокеанская конференция по энергетике и энергетике 2010 г. (APPEEC) (IEEE), 1–4.

Google Scholar

Кебель М., Эльзенер М. и Климанн М. (2000). Мочевина-СКВ: перспективный метод снижения выбросов NOx из автомобильных дизельных двигателей. Catal. Сегодня 59, 335–345. DOI: 10.1016 / S0920-5861 (00) 00299-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Леоне Т. Г. и Позар М. (2001). Преимущество экономии топлива за счет чувствительности отключения цилиндров к условиям эксплуатации автомобиля и эксплуатационным ограничениям. Серия технических документов SAE 1645, 10–11. DOI: 10.4271 / 2001-01-3591

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, X., Динг, К., Рамеш, А., Шейвер, Г., Холлоуэй, Э., Маккарти, Дж. И др.(2015). Влияние отключения цилиндров на активную регенерацию сажевого фильтра в условиях круиза по шоссе. Фронт. Мех. Англ. 1: 9. DOI: 10.3389 / fmech.2015.00009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Майвальд О., Брюк Р., Рорер С., Заки М., Шац А. и Атцлер Ф. (2010). «Оптимизированное сгорание дизельного топлива и нейтрализация выхлопных газов SCR в сочетании с 48-вольтовой системой для минимальных выбросов и расхода топлива в RDE», в 25-й Aachen Cooloquium Automobile and Engine Technology .Доступно по адресу: http://www.emitec.com/fileadmin/user_upload/Presse/Paper_Vortraege/2016_Aachen_Conti_Super_Clean_Diesel_V10.pdf

Google Scholar

Рамеш А., Шейвер Г., Аллен К., Госала Д., Найяр С., Кайседо Д. и др. (2017). Использование стратегий с низким расходом воздуха, включая отключение цилиндров, для повышения топливной эффективности и управления температурным режимом последующей обработки. Внутр. J. Engine Res. 1, 1. doi: 10.1177 / 1468087417695897

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Песня, X., Суренахалли, Х., Набер, Дж., Паркер, Дж., И Джонсон, Дж. Х. (2007). Экспериментальное и модельное исследование катализатора окисления дизельного топлива (DOC) в переходных режимах и условиях активной регенерации CPF. Технический документ SAE 2013-01-1046 , 10–11. DOI: 10.4271 / 2013-01-1046

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stadlbauer, S., Waschl, H., Schilling, A., and del Re, L. (2013). «Контроль температуры DOC для рабочих диапазонов низких температур с дополнительным и основным впрыском», в Техническом отчете , Техническом документе SAE .

Google Scholar

Стэнтон Д., Чарльтон С. и Ваджапеязула П. (2013). Технологии дизельных двигателей, позволяющие оптимизировать трансмиссию с учетом выбросов парниковых газов в США. SAE Int. J. Engines 6, 1757–1770. DOI: 10.4271 / 2013-24-0094

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стэнтон, Д. У. (2013). Систематическая разработка высокоэффективных и экологически чистых двигателей для соответствия будущим нормам по выбросам парниковых газов в грузовых автомобилях. Дизельный двигатель 2013, 5–16.DOI: 10.4271 / 2013-01-2421

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Использование биодизельного топлива в вашем двигателе

Введение

Биодизель — это моторное топливо, которое создается путем химической реакции жирных кислот и спирта. На практике это обычно означает объединение растительного масла с метанолом в присутствии катализатора (обычно гидроксида натрия). Биодизель гораздо более подходит для использования в качестве моторного топлива, чем простое растительное масло по ряду причин, наиболее заметной из которых является его более низкая вязкость.Многие крупные и мелкие производители начали производство биодизеля, и теперь это топливо можно найти во многих частях Пенсильвании и за ее пределами либо в виде «чистого биодизеля», либо в виде смеси с традиционным нефтяным дизельным топливом (например, B5 — это 5% биодизеля, 95% нефти. дизель).

Процесс производства биодизеля достаточно прост, и фермеры могут рассмотреть возможность производства биодизеля для удовлетворения своих собственных потребностей путем выращивания и сбора урожая масличных культур и преобразования их в биодизельное топливо. Таким образом, фермеры могут «выращивать» собственное топливо (см. Публикацию по расширению штата Пенсильвания Безопасность биодизеля и лучшие методы управления для мелкомасштабного некоммерческого производства ).Есть много возможных причин для выращивания или использования биодизеля, включая экономику, поддержку местной промышленности и экологические соображения.

Однако большое беспокойство вызывает влияние биодизеля на двигатели. Ходит много историй о снижении производительности, повреждении ключевых компонентов или даже отказах двигателя, виной которых является биодизель. Некоторые производители с осторожностью относятся к соблюдению своих гарантий на двигатели, если используется биодизель, в то время как другие поощряют использование биодизеля.Учитывая огромное количество запутанных отчетов, понять истинную суть дела непросто.

К счастью, существует довольно много тщательных исследований, и они продолжают тестировать характеристики биодизеля в двигателях, как в лабораторных условиях, так и в реальных условиях эксплуатации. Эти контролируемые исследования устраняют большую часть путаницы, связанной с использованием биодизеля, и могут использоваться в качестве надежного руководства для определения реальных характеристик биодизельного топлива в двигателях.

Характеристики двигателя при использовании биодизеля

Хотя мы не знаем всего о его характеристиках, можно с уверенностью сказать, что биодизельное топливо хорошего качества обычно хорошо работает в двигателях.Некоторые из наиболее важных моментов, о которых следует помнить, заключаются в следующем:

• Мощность двигателя: мощность и крутящий момент двигателя, как правило, на 3-5 процентов ниже при использовании биодизеля. Это связано с тем, что биодизельное топливо имеет меньше энергии на единицу объема, чем традиционное дизельное топливо.
• Топливная эффективность: при использовании биодизеля эффективность использования топлива обычно немного ниже из-за более низкого содержания энергии в топливе. Обычно падение находится в том же диапазоне, что и снижение пиковой мощности двигателя (3-5 процентов).
• Износ двигателя: кратковременный износ двигателя при использовании биодизеля оказался меньше износа бензинового дизельного топлива. Хотя результаты долгосрочных испытаний не опубликованы, ожидается, что двигатели будут испытывать меньший износ в долгосрочной перспективе при использовании биодизеля.
• Отложения и засорение: отложения и засорения из-за биодизеля широко известны, но, как правило, связаны с биодизелем, который либо низкого качества, либо подвергся окислению. Если качество топлива высокое, отложения в двигателе обычно не должны быть проблемой.
• Загрязнение выхлопными газами двигателя: биодизель приводит к гораздо меньшему загрязнению воздуха из-за более высокого содержания кислорода и отсутствия как «ароматических соединений», так и серы. Единственным исключением из этого правила являются выбросы оксида азота (NOx), которые, как правило, немного выше при использовании биодизеля. Однако правильная настройка двигателя может свести к минимуму эту проблему.
• Работа в холодную погоду: аналогично бензиновому дизелю, двигатели, испытанные в холодную погоду, обычно испытывают значительные проблемы в работе, вызванные, в первую очередь, засорением фильтров и / или закоксовыванием форсунок.Использование присадок, улучшающих текучесть, и «зимних смесей» биодизельного топлива и керосина доказало свою эффективность в расширении диапазона рабочих температур биодизельного топлива. Чистый биодизель имеет тенденцию хорошо работать при температурах примерно до 5 ° C (это заметно варьируется в зависимости от типа используемого масла). Добавки обычно уменьшают этот диапазон примерно на 5-8 градусов, в то время как зимние смеси доказали свою эффективность при температурах до -20 ° C и ниже.

Качество биодизеля имеет решающее значение

Важно не путать характеристики высококачественного биодизеля с характеристиками биодизеля низкого качества.Разница может быть огромной, и производители, не уделяющие должного внимания производственному процессу, почти гарантированно получат некачественное биодизельное топливо. Надлежащее качество топлива и уход жизненно важны для любого моторного топлива, и это, безусловно, верно для биодизеля.

Наиболее частые проблемы с качеством топлива: (1) биодизельное топливо может содержать некоторое количество «непревращенного» растительного масла (неполная обработка), (2) следы химикатов, образующихся при производстве биодизеля (например, метанол, щелочь), могут оставаться в биодизель, (3) продукты реакции (например,(например, глицерин, мыла) не могут быть полностью удалены из биодизельного топлива, (4) избыточная вода, которая используется для «промывки» топлива, может оставаться в биодизельном топливе, и (5) топливо может полимеризоваться / окисляться из-за длительное хранение или воздействие от умеренных до высоких температур.

Влияние некачественного биодизеля, вероятно, не будет сразу заметно при работе вашего двигателя, но со временем могут накапливаться отложения, коррозия и повреждения, пока ваш двигатель не выйдет из строя. Нелегко обнаружить разницу между хорошим и некачественным биодизелем, а требуемые лабораторные тесты довольно дороги.Некоторые недорогие тестовые наборы коммерчески доступны, и, хотя они не так точны, как тесты в квалифицированной лаборатории, они обещают предоставить недорогую альтернативу. Основным стандартом качества биодизельного топлива в Соединенных Штатах является стандарт ASTM D6751, который требует, чтобы топливо прошло широкий спектр испытаний, прежде чем оно будет признано удовлетворительным. Если вы покупаете биодизель на коммерческой основе, вы должны настоять на том, чтобы топливо было сертифицировано на соответствие стандарту. Мелким производителям следует, по крайней мере, рассмотреть возможность приобретения тестового набора.

Возможные проблемы с двигателем при использовании биодизеля

Люди, использующие биодизельное топливо, сообщали о многих проблемах. Тщательное расследование показывает, что большинство этих трудностей может быть связано с некачественным биодизельным топливом и практически идентичны проблемам, связанным с некачественным нефтяным дизельным топливом. Однако некоторые проблемы (в первую очередь, проблемы с холодной погодой) связаны не с плохим качеством топлива, а с присущими биодизельному топливу свойствами. К счастью, большинства этих проблем можно избежать или свести к минимуму.Ниже представлены распространенные проблемы с двигателем при использовании биодизеля, их возможные причины и способы решения. Этот список не предназначен для использования в качестве исчерпывающего руководства по ремонту, а скорее для того, чтобы дать представление о некоторых проблемах производительности, связанных с биодизельным топливом.

Проблема

Отложения на форсунках влияют на форму распыления топлива. Наиболее частые симптомы — пропуски зажигания или затрудненный запуск. Это, скорее всего, вызвано либо работой в холодную погоду с частично затвердевшим топливом, либо топливом, которое не было полностью преобразовано из масла в биодизельное топливо.Растительное масло имеет тенденцию к образованию отложений на форсунках, особенно когда двигатель работает с частичной нагрузкой.

Solution

Поручите чистку форсунок квалифицированным механиком — точная природа форсунок затрудняет очистку этих деталей, если у вас нет специального обучения и оборудования. Низкотемпературные присадки, улучшающие текучесть, могут быть использованы для улучшения работы топлива в холодных условиях и помочь избежать этой проблемы в будущем. Вы также должны убедиться, что топливо не содержит загрязняющих веществ и полностью преобразовано из масла в биодизель. .

Проблема

Отложения в насосе форсунки (лак и смолы) влияют на производительность. Наиболее частыми симптомами являются затрудненный запуск, снижение мощности и пропуски зажигания. Это может быть вызвано либо неполностью преобразованным биодизельным топливом, либо частично окисленным биодизельным топливом.

Решение

Поручите очистку насоса форсунки квалифицированному механику. Как и в случае с инжекторами, эта работа непрактична для домашнего механика из-за точного характера компонентов насоса.

Проблема

Смазочное масло становится разбавленным, что приводит к повышению уровня масла, потере давления масла и / или износу подшипников. Часто это происходит из-за чрезмерного прорыва в цилиндре из-за плохой формы распыления топлива и / или изношенных колец.

Solution

Регулярно проверяйте свое смазочное масло и принимайте корректирующие меры при появлении любых признаков разжижения.

Проблема

Двигатель либо отказывается запускаться в холодную погоду, либо работает всего несколько секунд после запуска.Вероятно, фильтр забился частицами затвердевшего биодизеля.

Решение

Вы можете дождаться прихода весны или, возможно, попробовать согреть топливный фильтр — доступны 12-вольтовые нагреватели рубашки. «Антиобледенительные» присадки для нефтяного дизельного топлива могут применяться также и для биодизеля. Если вы живете в холодном климате, вам следует подумать об использовании присадки, предназначенной для улучшения характеристик топлива в холодную погоду, или об установке «подогревателя» для разогрева топливного бака и фильтра.Возможно, потребуется подготовить ваше топливо к зиме, смешав биодизель с керосином или зимним бензиновым дизельным топливом в самые холодные месяцы года. Опыт работы на ферме штата Пенсильвания показал, что если тракторы хранятся в теплом гараже (выше нуля), они, как правило, легко заводятся и хорошо работают в течение дня, даже при довольно низких температурах наружного воздуха.

Проблема

Утечка топлива из топливопровода. Биодизель — очень эффективный растворитель для некоторых материалов, включая определенные типы эластомеров (например,g., буна-нитриловый каучук).

Solution

Перед использованием биодизельного топлива в вашем двигателе убедитесь, что двигатель «рассчитан на использование биодизеля», что означает, что все материалы совместимы с биодизельным топливом. В противном случае вам нужно будет найти все материалы в двигателе (например, уплотнения и шланги), которые могут быть повреждены биодизелем, и заменить их компонентами, рассчитанными на биодизель. Это может быть довольно утомительно. Обычно компоненты, изготовленные из «фторэластомеров» (например, витона или тефлона), можно считать безопасными для использования в биодизельном двигателе.

Проблема

Топливный фильтр засорен, но не из-за холода. Есть три основных варианта: качество вашего биодизельного топлива низкое, что приводит к образованию смол или гелей в топливной системе; в вашем аквариуме скапливаются водоросли; или биодизель «вычищает» старые отложения из ила, который обычно накапливается на дне старых топливных баков. Операторы, которые переходят с нефтяного дизельного топлива на биодизель, с большей вероятностью столкнутся с этой проблемой, поскольку более старые автомобили, которые использовали нефтяное дизельное топливо в течение многих лет, вероятно, будут иметь довольно много отложений в топливном баке.

Решение

Если проблема вызвана некачественным топливом, устраните эту проблему, используя только топливо, сертифицированное ASTM. Если проблема вызвана водорослями, может помочь добавка альгицида. Кроме того, простые меры, такие как наполнение топливного бака в конце дня, могут снизить уровень влажности топлива и препятствовать росту водорослей. Если вы просто переключаетесь на биодизельное топливо после многих лет использования нефтяного дизельного топлива, вам нужно будет сначала часто менять фильтры, поскольку биодизельное топливо разжижает отложения внутри вашего топливного бака и двигателя.В крайних случаях вам может потребоваться тщательно очистить или заменить топливный бак, прежде чем добавлять в следующий бак биодизеля.

Имеет ли значение тип двигателя?

Не все дизельные двигатели одинаковы. Конструкция каждого производителя включает некоторые уникальные особенности, которые могут повлиять на его характеристики при использовании биодизеля. В настоящее время этот вопрос не совсем ясен. Однако современные дизельные двигатели достаточно похожи в том смысле, что различия в характеристиках должны быть минимальными при условии, что все материалы, используемые в двигателе, совместимы с биодизелем.

Однако то же самое может не относиться к более старым двигателям, особенно к тем, в которых не используются системы зажигания с общей топливной магистралью, которые почти повсеместно используются сегодня. Некоторые тесты показали, что старые двигатели с непрямым впрыском испытывают меньше трудностей при использовании биодизельного топлива и даже перспективны для работы на прямом растительном масле, которое не было химически переработано в биодизельное топливо. Потенциал может существовать для изучения старых конструкций двигателей в поисках подсказок относительно того, как лучше всего создавать двигатели для использования биодизеля.В некоторых старых двигателях используются уплотнения и шланги, изготовленные из каучука Buna N, который может растворяться биодизелем. Обязательно проверьте это и при необходимости замените, прежде чем переходить на биодизельное топливо.

Уход за двигателем при работе на биодизельном топливе

Как правило, биодизельное топливо можно использовать взаимозаменяемо с традиционным дизельным топливом. Однако некоторые производители рекомендуют сократить интервал технического обслуживания (часто на 50 процентов), чтобы фильтры оставались незасоренными, а смазочное масло оставалось в хорошем состоянии.Однако важно проконсультироваться с производителем вашего двигателя для получения конкретных рекомендаций.

Кроме того, из-за склонности биодизеля к окислению вам следует проявлять осторожность, если вы планируете хранить свой двигатель в течение какого-либо периода времени. Может оказаться целесообразным слить из двигателя все топливо перед хранением, вернуться к бензиновому дизельному топливу перед хранением или в качестве альтернативы добавить стабилизатор топлива.

Резюме

Высококачественное биодизельное топливо, за которым должным образом ухаживают, должно обеспечить отличные эксплуатационные характеристики в течение всего срока службы.В общем, его можно использовать точно так же, как нефтяное дизельное топливо. Единственное заметное исключение — в холодных погодных условиях, когда биодизель имеет тенденцию «загустевать» раньше, чем традиционное дизельное топливо. На рынке доступно множество присадок, которые могут помочь сохранить качество и улучшить характеристики биодизеля в холодную погоду, и их использование является одним из вариантов улучшения характеристик топлива при использовании биодизеля. Однако использование «зимней топливной смеси» является рекомендуемым подходом для суровых зимних условий в Пенсильвании.

Однако качество топлива чрезвычайно важно, а некачественное топливо может иметь множество негативных последствий для двигателя. Для защиты от этого любое биодизельное топливо, которое вы используете, должно соответствовать соответствующему стандарту для использования (например, стандарту ASTM D6751).

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к следующим информационным бюллетеням и отчетам Penn State Extension:

• Биодизель: возобновляемый, внутренний энергетический ресурс
• Фактические данные о возобновляемых и альтернативных источниках энергии: Чем отличается биодизельное топливо?
• Производство собственного биодизеля: краткие процедуры и меры предосторожности
• Безопасность биодизеля и лучшие методы управления для мелкомасштабного некоммерческого производства

Ссылки

• Agarwal, A.K., J. Bijwe и L. Das. «Оценка износа двигателя с воспламенением от сжатия, работающего на биодизельном топливе». Журнал инженерии газовых турбин и энергетики 125 (2003): 820-26.
• Bhale, P., N. Deshpande, and S. Thombre. «Улучшение низкотемпературных свойств биодизельного топлива». Возобновляемая энергия (2008): 1-7.
• Камбрей, Г. «Как помочь биодизелю избавиться от застревания». Наука в Африке, декабрь 2007 г.
• Cetinkaya, M., Y. Улусой, Ю. Текин, Ф. Караосманоглу. «Характеристики двигателя и зимних дорожных испытаний отработанного биодизельного топлива, полученного из растительного масла.»Energy Conversion and Management 46 (2005): 1279-91.
• Fernando, S., P. Karra, R. Hernandez, and SK Jha.» Влияние неполностью переработанного соевого масла на качество биодизельного топлива «. Energy 32 (2007) : 844-51.
• Флитни, Р. 2007. «Какие эластомерные уплотнительные материалы подходят для использования в биотопливе?» Технология уплотнения 9 (2007): 8-11.
• Грабоски, М. и Р. Маккормик ». Сжигание жиров и растительных масел в дизельных двигателях. «Progress in Energy Combustion Science 24 (1998): 125-64.
• Hancsok, J., M. Bubalik, A. Beck, and J. Baladincz. «Разработка многофункциональных добавок на основе растительных масел для высококачественного дизельного топлива и биодизеля». Исследования и разработки в области химической инженерии 86 (2008): 793-99.
• Кнот, Г. «Зависимость свойств биодизельного топлива от структуры алкиловых эфиров жирных кислот». Технология переработки топлива 86 (2005): 1059-70.
• Лапуэрта М., О. Армас и Х. Родригес-Фернандес. «Влияние биодизельного топлива на выбросы дизельных двигателей.«Прогресс в области энергетики и науки о сгорании» 34 (2008): 198-223.
• Райан, Т., Л. Додж и Т. Каллахан. «Влияние свойств растительного масла на впрыск и сгорание в двух различных дизельных двигателях». Журнал Американского общества химиков-нефтяников 61, № 10 (1984): 1610-19.
• Шарма Ю.