Дизельный двигатель крутится и крутится, но не заводится — звук сильный, аккумулятор, кажется, в порядке, поэтому большинство людей предполагают, что проблема в топливной системе или свечах накаливания. Часто это не так. Настоящая проблема зачастую гораздо проще: система запуска не вращает коленчатый вал достаточно быстро, чтобы достичь оборотов, необходимых двигателю для воспламенения. Давайте разберемся, какие именно обороты необходимы дизельному двигателю для запуска, почему это число не подлежит обсуждению и что приводит к недостаточной скорости вращения коленчатого вала.
На каких оборотах в минуту должен заводиться дизельный двигатель?
Для запуска большинства дизельных двигателей необходимо вращать коленчатый вал со скоростью примерно от 150 до 250 об/мин . Однако в некоторых технических источниках указывается еще больший диапазон — от 100 до 300 об/мин, в зависимости от конструкции и размеров двигателя. Это не произвольное число — это минимальная скорость вращения коленчатого вала, необходимая для эффективного протекания процесса воспламенения от сжатия в дизельном двигателе, и даже кратковременное отклонение от этой скорости достаточно, чтобы полностью предотвратить запуск.
Почему дизельным двигателям необходима минимальная скорость вращения коленчатого вала для запуска?
В отличие от бензиновых двигателей, дизельные двигатели не имеют свечей зажигания для запуска топливно-воздушной смеси. Вместо этого они работают за счет сжатия. При подъеме поршня воздух сжимается настолько, что температура превышает точку самовоспламенения. Для воспламенения дизельного топлива обычно требуется температура от 500 до 700 °F , а давление сжатия, как правило, составляет не менее 300 фунтов на квадратный дюйм , что считается практически осуществимым, особенно при более низких температурах.
В этот момент скорость вращения коленчатого вала становится решающей. Если коленчатый вал вращается слишком медленно, тепло, выделяемое при сжатии, может уходить в стенки цилиндра во время тактов, вместо того чтобы накапливаться достаточно быстро для достижения температуры воспламенения. Вращение коленчатого вала на правильных оборотах сжимает воздух достаточно быстро, так что тепло накапливается быстрее, чем уходит — весь механизм зависит от скорости, а не только от давления.
Что произойдет, если обороты стартера будут слишком низкими?
Когда скорость вращения коленвала не достигает порогового значения, классический результат — двигатель постоянно проворачивается, но так и не заводится, или же кратковременно запускается на удачном такте сжатия, прежде чем снова заглохнуть. Именно поэтому низкие обороты коленвала так часто неправильно диагностируются. Симптомы практически идентичны проблемам с подачей топлива или неисправной свечой накаливания, из-за чего многие автовладельцы и механики пытаются устранить проблему, в то время как реальная причина — недостаточная скорость вращения — остается без внимания.
Факторы, влияющие на минимальные пусковые обороты.
Объем двигателя и степень сжатия
Более высокие степени сжатия, как правило, обеспечивают более эффективное выделение тепла для воспламенения за один такт, но двигатели большего рабочего объема также требуют большего крутящего момента для достижения тех же оборотов, поскольку необходимо одновременно сжимать больше воздуха и больше цилиндров.
Температура окружающей среды
Холодная погода часто является причиной проблем с запуском двигателя. При низкой температуре окружающей среды сжатый воздух быстрее отдает тепло окружающему металлу, и ему становится сложнее поддерживать температуру зажигания. Поэтому необходимая скорость вращения коленчатого вала возрастает, чтобы успеть зажечь двигатель до того, как тепло слишком сильно рассеется.
Состояние аккумулятора и момент затяжки стартера.
Ослабленный или частично разряженный аккумулятор остается наиболее частой реальной причиной недостаточной скорости вращения стартера. Даже аккумулятор, который в состоянии покоя показывает «приемлемое состояние», может значительно просеть под воздействием большого тока, потребляемого стартером, из-за чего стартер не сможет вращать двигатель с достаточной скоростью.
Объем двигателя
Крупные промышленные, судовые или многоцилиндровые дизельные двигатели требуют поддержания постоянного крутящего момента на большем количестве цилиндров и большей вращающейся массе, поэтому для достижения и поддержания необходимых оборотов необходим не только пусковой момент, но и напряжение.
Как устроены системы запуска для достижения таких оборотов в минуту
Система запуска дизельного двигателя существует исключительно для одной цели: надежно и каждый раз доводить коленчатый вал до этого минимального порогового значения. Электрические стартеры спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать достаточный крутящий момент для достижения этих оборотов в нормальных условиях, но батареи изнашиваются, холодная погода снижает их химические характеристики, а длительные периоды простоя могут незаметно истощать резервную емкость задолго до того, как станет очевидной неисправность.
Для двигателей, где неудачный запуск просто недопустим — судовые, военные генераторы, аварийные генераторные установки, нефтепромысловое оборудование — именно поэтому многие операторы используют электрический стартер в сочетании с механическим резервным. Механический пружинный стартер накапливает энергию, заряженную вручную, независимо от батареи, обеспечивая крутящий момент, необходимый для достижения пусковых оборотов, даже когда электрическая система не справляется, исключая состояние батареи как единую точку отказа для критически важных двигателей.
Как проверить, достаточно ли быстро проворачивается стартер дизельного двигателя?
Прежде чем предполагать проблему с топливной системой или свечами накаливания, стоит сначала исключить проблему с частотой вращения стартера. Прислушайтесь к медленному, затрудненному звуку вращения стартера, а не к быстрому и равномерному — это часто является наиболее явным звуковым признаком недостаточной частоты вращения. Проверьте напряжение аккумулятора под фактической нагрузкой при запуске двигателя, а не только в состоянии покоя, поскольку аккумулятор может казаться исправным, пока потребление тока не выявит его реальное состояние. По возможности используйте диагностический инструмент или тахометр для непосредственного измерения фактической частоты вращения стартера, а не полагайтесь на догадки, основанные только на звуке.
В большинстве случаев, когда дизельный двигатель не заводится, причина кроется в топливной системе или свечах накаливания, но зачастую истинной причиной, скрывающейся за теми же симптомами, является слишком низкая частота вращения коленвала. Для двигателей, где неудачный запуск имеет серьезные последствия, механические пружинные стартеры Cqstart обеспечивают независимый от батареи способ надежного достижения пусковых оборотов, предоставляя критически важному оборудованию надежную резервную систему, когда электрическая система не справляется со своей задачей.
