Для того чтобы понять, что из себя представляет система зажигания дизельного двигателя и ее принцип работы, считаю необходимым выявить особенности и дизельного, и бензинового двигателя.
Бензиновые двигатели — это категория двигателей внутреннего сгорания. В цилиндрах двигателя топливно - воздушная смесь, предварительно сжатая, воспламеняется за счет электрической искры. Управление мощностью производится за счет дроссельной заслонки, например, карбюраторной. Бензиновые двигатели классифицируются по разным параметрам и могут быть карбюраторными и инжекторными, одно или двухцилиндровыми и многоцилиндровыми, четырехтактными и двухтактными.
Конструкторское решение дизельного двигателя на самом деле мало чем отличается от бензинового. Это те же самые цилиндры, поршни и клапаны, та же цикличность работы. Но есть и принципиальное отличие, а именно, способ воспламенения топливно - воздушной смеси. Интересным фактом является тот, что дизельный двигатель любят ставить на свои пикапы и джипы американцы, ну а теперь и некоторые россияне.
Теперь давайте разберемся, что такое система зажигания. Система зажигания состоит из специальных устройств, например, микропроцессора и встраивается в автомобили с бензиновым двигателем. Единственная функция системы зажигания двигателя сводится к тому, что она обеспечивает воспламенение топливно - воздушной смеси.
Для того, чтобы понять, в чем состоит отличие системы зажигания бензинового двигателя от системы зажигания дизельного двигателя, рассмотрим обе.
Итак, сегодня автомобили с бензиновым типом двигателя могут быть оснащены транзисторной, то есть бесконтактной или контактной и микропроцессорной, то есть электронной системой зажигания. Управление и накопление электроэнергии в контактной системе зажигания происходит за счет работы механического устройства - прерывателя- распределителя. В бесконтактной же системе для этих целей используется транзисторный коммутатор, имеющий бесконтактный датчик импульсов.
Если рассматривать микропроцессорную систему зажигания, то надо отметить, что роль транзисторного коммутатора здесь выполняет электронный блок управления. Не так давно блок управления представлял собой объединенную систему и управлял сразу системой зажигания и системой впрыскивания. Сегодняшняя же система управления способна одновременно управлять разными системами двигателя, включая и систему зажигания. Если говорить о принципе работы системы зажигания бензинового двигателя, то считаю достаточным сказать, что она сводится во – первых, к накоплению и преобразованию катушкой зажигания напряжения c 12В до 30000В (то есть низкого в высокое) в электросети автомобиля; во – вторых, к распределению, и в-третьих, к передаче высокого напряжения свече зажигания для образования искры на ней в нужный момент.
Как вы уже догадались, вся вышеописанная информация касается только бензинового двигателя. К вышесказанному я лишь добавлю то, что система зажигания непосредственно связана с системой впрыска топлива. И эта система устанавливается как в автомобилях с бензиновым, так и в автомобилях с дизельным двигателем. С ее помощью за счет впрыскивания топлива образуется топливно-воздушная смесь.
А теперь давайте будем разбираться, каким же образом происходит воспламенение и сгорание топливно - воздушной смеси в двигателях, имеющих конструкторское решение по дизельному типу.
В дизельном двигателе воздух в цилиндр обязательно подается отдельно от топлива, затем он сжимается. В результате очень высокой степени сжатия воздуха ( чаще всего в соотношении 20:1) он, естественным образом, нагревается до предельных температур, максимальные величины которых могут превышать 700°С и происходит самовоспламенение. При таком принципе работы полностью отпадает применение системы зажигания, а также необходимость использования свечей зажигания. Не смотря на то, что каждый из нас изучал физику, как общепринятую дисциплину в школе, удивление у многих вызывает способность воздуха так сильно разогреваться от, казалось бы, простой операции сжатия. Хотя, наверняка, любому любителю велопрогулок приходилось наблюдать, как нагревается велосипедный насос, после того как с его помощью произвели накачку шин. Теперь, давайте, все же вернемся к его величеству – дизелю.
При поднятии поршня до верхней мертвой точки, то есть конечного момента такта сжатия, топливо под воздействием очень высокого давления впрыскивается в распыленном (до мельчайших частиц) виде в камеру сгорания. Затем происходит смешивание топлива с воздухом и по той причине, что воздух при сильном сжатии достиг очень высоких температур, происходит воспламенение и сгорание топливно-воздушной смеси. При сгорании топливно-воздушной смеси происходит выделение и высвобождение энергии, которая давит на поршень, обеспечивая ему ход вниз. Но в процессе работы топливо не успевает полностью перемешаться с воздухом и поэтому при сгорании образуются NOx, CH, а также сажа. Именно сажа может окрашивать выхлоп в черный цвет. Для того, чтобы не загрязнять атмосферу выхлопом с сажей, устанавливают специальные фильтры, а с углеводородами помогает бороться катализатор. За счет потока выхлопных газов фильтр подвергается нагреву, поэтому осевшая сажа догорает. С регулярной периодичностью приходится прибегать к дожиганию сажи, и в конце хода по команде блока управления за счет сжигания добавочного количества топлива температура газов поднимается.
Когда происходит снижение температуры воздуха, ухудшается текучесть топлива в результате образования парафина, то есть оно становится густым и тягучим и с легкостью забивает фильтр. Именно по этой причине производители дизельного топлива добавляют в него зимой специальные добавки. Не секрет, что в холодную погоду двигателю бывает трудно завестись из-за того, что температура сжатого в цилиндре воздуха может быть недостаточной для возгорания. Поэтому дизельные двигатели могут быть оснащены автоматической системой предварительного подогрева (накала) с использованием накальных свечей. Свечи до запуска двигателя и во время запуска подогревают воздух в камерах сгорания. Иногда для этих целей используют пневматический регулятор и дроссельную заслонку (для создания разряжения). Преимуществом дизельного двигателя является не только отсутствие системы зажигания, но и большее сжатие воздуха, чем в бензиновом двигателе, а это – выдача большей мощности. Таким образом, автомобиль с дизельным топливом способен пройти большее расстояние в сравнении с его бензиновым собратом того же объема, что означает прямую экономию топлива.
