В нашей стране со словом «дизель» зачастую ассоциируют огромный КамАЗ и его водителя одетого в телогрейку, который всеми силами пытается отогреть свой бензобак, топливо в котором замерзло в морозную погоду. Однако техника, да и само время неуклонно бежит вперед, все больше и больше на дорогах начинают появляться современные и красивые автомобили, в которых выдает тип установленного мотора лишь характерное постукивание под капотом. Что такое дизельный двигатель, принцип работы и его устройство – это будет описано в данной статье.
Действительно правда то, что дизельные двигатели по началу устанавливались лишь на грузовые тяжелые автомобили, военную технику и корабли – другими словами, туда, где нужна была экономичность и надежность, а комфорт, размеры и вес можно было принести в жертву.
Современные технологии, по которым строятся двигатели, дают нам возможность без особого труда установить на легковой автомобиль дизельный двигатель. Первые автомобили, которые начали выпускать серийно, были еще в 1935 году. Первым бы Mercedes-Benz 260 (W170) который тогда использовали как такси. Большой рост популярности на дизельные двигатели пришелся на 70-е годы, именно тогда во всем мире наступил бензиновый кризис. С того времени дизельные двигатели, принципиально работают хорошо под капотами легковушек и джипов, начиная от массового производства, заканчивая автомобилями представительского класса.
Непосредственный впрыск
Есть несколько типов, на которые делятся все дизельные двигатели, различия между ними заключены в конструкции камеры сгорания. В двигателях с нераздельной камерой сгорания (дизельные двигатели с непосредственным впрыском) топливо будет впрыснуто в надпоршневое пространство, камера сгорания при этом расположена на поршне.
До совсем недавнего времени прямой впрыск применялся только на автомобилях с низкими оборотами, в которых был большой рабочий объем. Связано это было с трудностями в осуществлении процесса сгорания, а также повышенной вибрацией и шумом. В последние несколько лет, в результате внедрения ТНВД (топливных насосов высокого давления) с управлением посредством электроники, оптимизации процесса сгорания и двухступенчатого впрыска топлива удалось добиться того, чтобы дизель с неразделенной камерой сгорания работал устойчиво вплоть до 5000 об/мин, при этом снизилась вибрация и шум, улучшилась экономичность.
Ключевые узлы
Самой важной системой в дизельном двигателе, которая определяет эффективность и надежность работы, является система подачи топлива. Основной фикцией будет подача такого количества топлива, который строго определен, производить это надо с заданным давлением и в заданный момент. Требования к точности и высокое давление делают систему подачи топлива довольно дорогой и сложной. Главными ее элементами будут: топливный фильтр, форсунки и топливный насос высокого давления. ТНВД предназначен, для того чтобы подавать топливо к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от выбранного режима работы двигателя и действий которые предпринимает водитель.
Топливные насосы
По сути, современный топливный насос высокого давления, который подходит ко всем режимам, совмещает в себе функции автоматического управления системой и главного механизма исполнения, который обрабатывается команды водителя. Когда водитель нажимает на педаль газа, он не увеличивает подачу топлива непосредственно, а лишь меняют ту программу, в которой будут работать регуляторы. Они в свою очередь сами изменят подачу по строго определенным от числа оборотов зависимостям, положением рычага регулятора, давлением наддува и т.п. На современных джипах зачастую применяют ТНВД таких типов как: распределительный и многоплунжерный рядный типы. В настоящее время рядные насосы применяются довольно редко, однако они более надежны по своей конструкции. Больше всего распространены ТНВД распределительного типа.
Форсунки
Одним из главных и важных элементов, является форсунка, которая вместе с ТНВД обеспечивают подачу топлива в камеру сгорания в строго ограниченных дозах. Рабочее давление в топливной системе определяет регулировка давления открытия форсунки. Форму факела топлива определит тип распылителя, форма имеет весьма важное значение для процессов сгорания и самовоспламенения. Форсунки, которые применяют, обычно бывают двух видов: с многодырчатым и шрифтовым распределителем. В нем поступательно-возвратные движения вырабатываются с вдвое меньшей частотой, чем обороты мотора, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. В результате чего распылитель изготавливается с особой точностью и из жаропрочных материалов, он является прецизионным элементом.
Фильтры
Не смотря на его простоту топливный фильтр, является одним из самых важных элементов дизельного двигателя. Такие его параметры, как пропускная способность, точность фильтрации должны точно соответствовать для определенного типа двигателя. Одной из функций, которую он выполняет, является удаление или отделение воды, для этого служит нижняя пробка слива. Сверху корпуса часто устанавливается насос подкачки, который удаляет лишний воздух из топливной системы. Бывает так, что на топливном фильтре устанавливается система электроподогрева, которая позволяется несколько облегчить запуск мотора. Фильтр при этом не будет забиваться парафином, который образовывается при кристаллизации в холодное время года.
Вихрекамерные двигатели
Самым распространенным на дизельных моторах сейчас является другой тип, а именно - с раздельной камерой сгорания. Впрыск топлива в них будет осуществляться уже не в цилиндр, а в дополнительно установленную камеру. Зачастую применяется вихревая камера, которая находится в головке блока цилиндров, при этом она специальным каналом соединяется с цилиндром. Это делается, чтобы при сжатии, в вихревой камере закручивался воздух. Именно в вихревой камере осуществляется самовоспламенение, после чего оно продолжается уже в основной камере. Данный тип способствует повышению максимальных оборотов и снижению шумности.
