Системы впрыска в дизеле. Дизайн, преимущества и недостатки

Принцип работы дизельного двигателя, широко известного как дизельный двигатель, полностью отличается от принципа работы бензинового двигателя Принцип работы дизельного двигателя, широко известного как дизельный двигатель, полностью отличается от принципа работы бензинового двигателя. В бензине топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания над поршнем. После того, как смесь сжимается, она зажигается, инициируемая электрическим искровым скачком на электродах свечи зажигания. Вот почему двигатели с искровым зажиганием (ZI) также упоминаются на бензиновых двигателях.

В дизеле поршень сжимает в камере сгорания только воздух, который под воздействием огромного давления (не менее 40 бар - отсюда и название «дизель») нагревается до температуры 600-800ºC. Впрыск топлива в такой нагретый воздух приводит к немедленному самовоспламенению топлива в камере сгорания. По этой причине двигатели высокого давления также называются двигателями с самовоспламенением (ZS). С самого начала они приводились в действие впрыском топлива в камеру сгорания, а не впрыскиванием во впускной коллектор, в который подается только воздух. В зависимости от того, была ли камера сгорания разделена или нет Дизельные двигатели они были разделены на двигатели с косвенным или прямым впрыском.
В дизеле поршень сжимает в камере сгорания только воздух, который под воздействием огромного давления (не менее 40 бар - отсюда и название «дизель») нагревается до температуры 600-800ºC Промежуточная инъекция
Это правда дизельный двигатель он дебютировал с системой прямого впрыска, но использовал ее кратко. Такое решение вызвало слишком много проблем, и моторизация была заменена косвенным впрыском, запатентованным в 1909 году. Прямой впрыск оставался в больших стационарных и судовых двигателях, а также в некоторых грузовиках. Конструкторы легковых автомобилей отдали предпочтение дизелям с непрямым впрыском, мягкой работой и меньшей шумностью.

Термин «промежуточный» в дизеле означает нечто совершенно иное, чем в случае бензиновых двигателей, в которых косвенный впрыск состоит во введении топливовоздушной смеси во впускной коллектор. В дизеле с косвенным впрыском, как и в конструкциях с прямым впрыском, распыляемое инжектором топливо также направляется в камеру сгорания. Просто он разделен на две части - вспомогательную, в которую впрыскивается топливо, и основную, то есть пространство непосредственно над поршнем, в котором происходит основной процесс сгорания топлива. Камеры связаны друг с другом воздуховодом или каналами. По форме и функциям камера делится на предварительную, вихревую и воздушную емкость.

Последние могут быть опущены, поскольку они практически прекратили производство. В случае предкамерных и вихревых камер инжектор установлен на вспомогательной камере и впрыскивает в нее топливо. Там происходит воспламенение, после чего частично сгоревшее топливо направляется в основную камеру и там сгорает. Дизели с предкамерными или вихревыми камерами работают мягко и могут иметь легкие кривошипные системы. Они не чувствительны к качеству топлива и могут иметь инжекторы с простой конструкцией. Однако они имеют меньшую эффективность, чем дизель с прямым впрыском, они потребляют больше топлива и имеют проблемы с запуском холодного двигателя. Дизели с непрямым впрыском сегодня являются своего рода пережитком прошлого в легковых автомобилях и выходят из производства. В современных автомобилях, предлагаемых в настоящее время на рынке, они встречаются редко. Их можно найти только в таких конструкциях, как Индийский Индостан и Тата, российский УАЗ, Mitsubishi Pajero старого поколения, продаваемый в Бразилии, или Volkswagen Polo, предлагаемый в Аргентине. В гораздо большем количестве они работают на автомобилях со вторичного рынка.
Последние могут быть опущены, поскольку они практически прекратили производство Прямой впрыск
Все началось с него. Первоначально, однако, было невозможно использовать преимущества прямого впрыска. Важность соответствующего завихрения топлива не была известна, и его сгорание не было оптимальным. Образовались топливные кластеры, что способствовало образованию отложений углерода. Процессы над поршнем были слишком внезапными, двигатели усердно работали, быстро разрушая подшипник коленвала. Поэтому прямая инъекция была отменена, склоняясь к непрямой инъекции.

Возвращение к истокам, но уже в современной версии, произошло только в 1987 году, когда производство Fiat Croma 1.9 TD было запущено в серийное производство. Прямой впрыск топлива требует эффективного оборудования для впрыска, высокого давления впрыска, хорошего качества топлива и очень прочной (и, следовательно, тяжелой) кривошипной системы. Тем не менее, это обеспечивает высокую эффективность и легкий запуск холодного двигателя. Современные решения дизельных двигателей с непосредственным впрыском основаны главным образом на полностью плоских головках и поршнях с правильной формой камер (полостей). Камеры отвечают за правильное вращение топлива. Прямой впрыск широко используется сегодня в дизельных двигателях легковых автомобилей.
Возвращение к истокам, но уже в современной версии, произошло только в 1987 году, когда производство Fiat Croma 1 Прямой впрыск - форсунки
В традиционных дизельных двигателях за доставку топлива отвечают различные типы насосов. В пионерские времена топливо впрыскивалось со сжатым воздухом, а в 1920-х годах это делали переработанные масляные насосы. В 1930-х годах широко использовались специальные насосы, предназначенные для дизельного топлива. Первоначально он был основан на серийных насосах, производящих низкое давление (до 300 бар). Лишь в 1960-х годах появились более эффективные осевые распределительные насосы (более 1000 бар). В середине семидесятых они приобрели механический контроль впрыска и электронные середины 80-х (BMW 524td, 1986).

Несколько другим способом реализации впрыска топлива были насосные инжекторы, которые использовались в грузовиках уже в 1930-х годах. В легковых автомобилях Volkswagen впервые широко использовал их в 1998 году (Passat B5 1.9 TDI). Инжектор насоса в двух словах - это инжектор с собственным насосом, который получает привод от распределительного вала. Весь процесс создания давления и осуществления впрыска в цилиндр, таким образом, закрыт внутри головки. Система очень компактна, топливных магистралей, соединяющих насос с инжекторами, нет. Поэтому нет пульсации проводов, что затрудняет регулировку дозы топлива и протечек. Поскольку топливо частично испаряется в камере инжектора, угол опережения впрыска может быть небольшим (легкий запуск). Однако наиболее важным является очень высокое давление впрыска, достигающее 2000-2200 бар. Доза топлива в цилиндре быстро смешивается с воздухом и горит очень плавно.

Как правило, дизель с насосом-форсункой характеризуется высокой эффективностью, низким расходом топлива, высокой скоростью и возможностью получения высокой мощности агрегата. Но двигатель с инжекторами насоса является дорогостоящим в производстве, главным образом из-за большого усложнения головки. Его работа тяжелая и громкая. При питании форсунок также возникают проблемы с токсичностью выхлопных газов, что способствовало отказу группы VW от этого решения.
Как правило, дизель с насосом-форсункой характеризуется высокой эффективностью, низким расходом топлива, высокой скоростью и возможностью получения высокой мощности агрегата Прямой впрыск - Common Rail
Наиболее важным элементом системы впрыска, обычно известным как Common-rail, является «Common Rail», другими словами, тип резервуара, также называемый «аккумулятор давления», в который насос перекачивает насос. дизель , Он поступает в инжекторы не напрямую от насоса, а из резервуара, поддерживая одинаковое давление для каждого цилиндра.

Можно сказать, что каждый из инжекторов не ждет дозу топлива от насоса, но все время у него есть топливо под очень высоким давлением. Достаточно электрических импульсов, которые активируют инжекторы, чтобы топливо поступало в камеры сгорания. Такая система позволяет создавать многофазные впрыскивания (даже 8 фаз за один впрыск), которые окупаются при очень точном сгорании топлива при постепенном повышении давления. Очень высокое давление впрыска (1800 бар) позволяет, в свою очередь, использовать инжекторы с очень маленькими отверстиями, которые подают топливо практически в виде тумана.

Все это способствует высокой эффективности двигателя, мягкой работе и низкому шуму (несмотря на прямой впрыск), хорошей гибкости и низкому содержанию токсичных веществ в выхлопе. Однако для двигателей Common-Rail требуется топливо самого высокого качества и лучшие фильтры. Загрязняющие вещества, присутствующие в топливе, могут разрушить инжекторы и привести к выходу из строя, удаление которого будет чрезвычайно дорогим.

© 2016 zafasne.ru