С самого начала дизельные двигатели работали за счет впрыска топлива в камеру сгорания. Казалось бы, эти двигатели по устройству очень похожи на бензиновые агрегаты. Как с течением времени изменились системы впрыска в дизельных двигателях и чем эти двигатели отличаются от популярных бензиновых двигателей?
Дизель
Дизельные двигатели устроены очень похоже на бензиновые двигатели. Их принцип работы похож, но не одинаков. Бензиновые двигатели требуют воспламенения топливно-воздушной смеси, которая сжимается в камере сгорания. Для этого используется искровой скачок в свече зажигания. Поэтому эти приводные агрегаты называются двигателями с искровым зажиганием.
Дизельным двигателям, напротив, не требуется искра, поскольку они зажигаются автоматически. Происходит это благодаря работе поршня, который сжимает воздух в цилиндре до давления, превышающего 40 бар. Такой сильно сжатый воздух достигает температуры около 700 градусов по Цельсию. Благодаря такой температуре впрыск дизельного топлива в камеру сгорания вызывает немедленное самовоспламенение топливно-воздушной смеси. Благодаря этой реакции дизельные двигатели получили свое название – они сильно сжимают воздух. Более того, в приводах этого типа можно говорить о воспламенении от сжатия.
Дизельные агрегаты с самого начала своего существования работали за счет впрыска топлива в камеру сгорания. Бензиновые двигатели этого периода имели впрыск топлива во впускной коллектор, где топливо должно было смешиваться с воздухом. Эта концепция не работает в дизельных двигателях, и тем не менее эти агрегаты можно разделить на агрегаты с непосредственным впрыском и непрямым впрыском .
Непрямой впрыск в дизельном топливе
Непрямой впрыск в дизельных двигателях имеет совершенно иное значение, чем в бензиновых. В дизелях непрямой впрыск подразумевал разделение камеры сгорания на две части – основную и основную. Эти камеры обычно располагались одна над другой — основная камера обычно представляла собой небольшую выемку вокруг наконечника форсунки , тогда как основная камера представляла собой классическую дизельную камеру внутри поршня. Цикл сгорания начинался с впрыска небольшой дозы топлива в предкамеру, где и происходило первое воспламенение. После начала горения топливо впрыскивалось в основную камеру. Топливо, протекающее через воспламенившиеся остатки предварительного зажигания, воспламенилось.
Помимо предварительной и основной камер имеется еще вихревая камера. Конструкция этой камеры призвана заставить воздух создавать вихри в цилиндре, благодаря чему смешивание с топливом будет более полным и более калорийным.
Эти решения нашли широкое применение в дизельных двигателях, предназначенных для легковых автомобилей. Эти двигатели отличались достаточно мягкой и бесшумной по тем временам работой.
Непосредственный впрыск в дизельных двигателях
Первоначально дизельные двигатели имели только непосредственный впрыск. Дизельные форсунки в то время были довольно плохими, поэтому качество сгорания было очень плохим. В то время не существовало методов эффективного смешивания топлива с воздухом, что делало горение очень бурным. Двигатели работали очень жестко и жестко, что приводило к достаточно быстрому износу подшипников коленчатого вала. При этом неполное смешивание дозы топлива с воздухом всегда приводило к образованию большого количества нагара.
Упомянутые выше проблемы, с которыми столкнулись конструкторы, заставили автопроизводителей на долгие годы отказаться от идеи непосредственного впрыска.
Дизельные двигатели совершили огромный скачок в качестве и эффективности, когда FIAT представил миру решение, известное сегодня как Common Rail. Двигатели JTD (аналоги немецкого TDI) оснащены насосом высокого давления и системой давления, в которой накапливается сжатое топливо. Затем топливо перекачивается в форсунки , которые в нужный момент открываются на долю секунды. Решение, представленное ФИАТом, было настолько революционным, что его начали использовать все производители автомобилей.
Это решение было бы невозможно без высококачественных компонентов и компьютеров управления впрыском. Благодаря сопряжению дизельных форсунок с компьютерами можно было выполнять до 7 впрысков топлива за один цикл сгорания. Благодаря использованию насоса высокого давления (который создает давление впрыска от 1800 до 2000 бар) можно впрыскивать очень небольшое количество топлива, одновременно увеличивая теплоту сгорания. Благодаря этому эти двигатели сжигали меньше топлива, вырабатывали больше мощности и работали гораздо тише и плавнее.
Форсунки были попыткой Volkswagen захватить рынок дизельных двигателей. Изначально у Common Rail было ограничение по давлению впрыска – 1600 бар. Насосы-форсунки должны были превышать предел в 2000 бар. Благодаря этому двигатели с непосредственным впрыском должны были иметь большую мощность при меньшем расходе топлива. Благодаря тому, что вся система высокого давления была опущена, вся система была надежной. Более того, у агрегатов с насос-форсунками никогда не возникало проблем с запуском приводного агрегата.
К сожалению, эти двигатели не соответствуют современным нормам токсичности выхлопных газов, из-за чего концерн VW отказался от этого решения. Благодаря этому на рынке остается только дизель, работающий на общей топливной рампе.
 | 10 товаров |
 | 127 товаров |
 | 127 товаров |
 | 45 товаров |
 | 31 товар |
 | 9 товаров |
 | 10 товаров |
 | 99 товаров |
 | 47 товаров |
 | 16 товаров |
 | 3 товара |