Сістэмы ўпырску дызеля. Дызайн, перавагі і недахопы

У адрозненне ад бензінавых рухавікоў, дызельныя рухавікі з самага пачатку мелі ўпырск паліва. Мяняліся толькі сістэмы ўпырску, штуцэры і ціск якое падаецца ў цыліндры паліва.

Прынцып працы дызельнага рухавіка, шырока вядомага як дызельны рухавік, цалкам адрозніваецца ад прынцыпу працы бензінавага рухавіка. У бензавозах паліўна-паветраная сумесь паступае ў камеру згарання над поршнем. Пасля сціску сумесь запальваецца за рахунак прабоя электрычнай іскры на электродах свечкі запальвання. Вось чаму бензінавыя рухавікі таксама называюць рухавікамі са іскравым запальваннем (SI).

У дызелях поршань у камеры згарання сціскае толькі паветра, які пад дзеяннем велізарнага ціску (не меней 40 бар - адгэтуль і назоў «высокі ціск») награваецца да тэмпературы 600-800°С. Упырск паліва ў такое гарачае паветра прыводзіць да неадкладнага самазагарання паліва ў камеры згарання. Па гэтай прычыне дызельныя сілавыя агрэгаты таксама называюць рухавікамі з узгараннем ад сціску (CI). З самага пачатку яны падаваліся шляхам упырску паліва ў камеру згарання, а не ва ўпускны калектар, які толькі падае паветра ў рухавік. У залежнасці ад таго, ці была камера згарання падзелена ці не, дызелі дзяліліся на сілавыя агрэгаты з непрамым ці непасрэдным упырскам.

непрамы ўпырск

Дызель хоць і дэбютаваў з сістэмай непасрэднага ўпырску, але прымянялі яе нядоўга. Гэтае рашэнне выклікала занадта шмат праблем і ў аўтамабілебудаванні яго замяніў запатэнтаваны ў 1909 году непрамы ўпырск. Непасрэдны ўпырск застаўся ў вялікіх стацыянарных і суднавых рухавіках, а таксама ў некаторых грузавых аўтамабілях. Канструктары легкавых аўтамабіляў аддавалі перавагу дызелям з непрамым упырскам, з мякчэйшай працай і меншай шумнасцю.

Тэрмін непрамы у дызельных рухавіках азначае нешта зусім іншае, чым у бензінавых рухавіках, дзе непрамы ўпырск гэта ўпырск паветрана-паліўнай сумесі ва впускной калектар. У дызелях з непрамым упырскам, як і ў канструкцыях з прамым упырскам, паліва, якое распыляецца фарсункай, таксама пападае ў камеру згарання. Проста ён падзелены на дзве часткі - дапаможную частку, у якую ўпырскваецца паліва, і асноўную частку, г.зн. прастора непасрэдна над поршнем, у якім адбываецца асноўны працэс згарання паліва. Камеры злучаныя паміж сабой каналам ці каналамі. Па форме і функцый камеры дзеляцца на папярэднія, віхравыя і паветрасховішчы.

Апошнія можна не выкарыстоўваць, бо іх вытворчасць практычна спынена. У выпадку форкамер і віхравых камер фарсунка усталёўваецца побач з дапаможнай камерай і ўпырсквае ў яе паліва. Там адбываецца ўзгаранне, затым часткова згарэлае паліва трапляе ў асноўную камеру і там дагарае. Дызелі з форкамерой або віхравы камерай працуюць мякка і могуць мець лёгкія сістэмы кривошипа. Яны не адчувальныя да якасці паліва і могуць мець фарсункі простай канструкцыі. Аднак яны меней эфектыўныя, чым дызелі з прамым упырскам, спажываюць больш палівы і маюць праблемы з запускам халоднага рухавіка. Сёння дызельныя рухавікі з непрамым упырскам у легкавых аўтамабілях засталіся ў мінулым і больш не вырабляюцца. Яны рэдка сустракаюцца ў сучасных аўтамабілях, якія прадстаўлены сёння на рынку. Іх можна сустрэць толькі ў такіх канструкцыях, як індыйскія Hindustan і Tata, расійскія УАЗы, Mitsubishi Pajero старога пакалення, якія прадаюцца ў Бразіліі, або Volkswagen Polo, прапанаваныя ў Аргенціне. Яны выкарыстоўваюцца ў значна большай колькасці ў аўтамабілях са другаснага рынка.

непасрэдны ўпырск

Усё пачалося з яго. Аднак першапачаткова перавагі прамога ўпырску не выкарыстоўваліся. Важнасць адпаведнага завіхрэння паліва не была вядома, і яго згаранне не было аптымальным. Утварыліся паліўныя камякі, якія садзейнічалі адукацыі нагару. Працэсы на поршні ішлі занадта хутка, рухавікі працавалі цяжка, хутка руйнуючы падшыпнік коленвала. Па гэтай прычыне ад прамога ўпырску адмовіліся, аддаючы перавагу непрамы ўпырск.

Зварот да вытокаў, але ўжо ў сучасным выкананні, адбыўся толькі ў 1987 году, калі ў серыйную вытворчасць паступіў Fiat Croma 1.9 TD. Для прамога ўпырску паліва патрабуецца эфектыўнае абсталяванне для ўпырску, высокі ціск упырску, паліва добрай якасці і вельмі трывалая (і, такім чынам, цяжкая) кривошипно-шатуневая сістэма. Аднак ён забяспечвае высокі ККД і лёгкі запуск халоднага рухавіка. Сучасныя рашэнні дызельных рухавікоў з непасрэдным упырскам заснаваныя ў асноўным на цалкам плоскіх галоўках і поршнях з камерамі (паражнінамі) адпаведнай формы. Камеры адказваюць за правільную турбулентнасць паліва. Прамы ўпырск шырока выкарыстоўваецца сёння ў дызельных рухавіках легкавых аўтамабіляў.

Прамы ўпырск помпа-фарсункі

У традыцыйных дызельных рухавіках за падачу паліва адказваюць розныя тыпы помпаў. У наватарскія часы ўпырск паліва ажыццяўляўся сціснутым паветрам, у 20-х гадах гэта рабілася з дапамогай пераробленых алейных помпаў. У 300-х гадах ужо шырока выкарыстоўваліся спецыяльныя помпы, прызначаныя для дызельных рухавікоў. Першапачаткова ён грунтаваўся на серыйных помпах, якія ствараюць нізкі ціск (да 60 бар). Толькі ў 1000-х гадах з'явіліся больш эфектыўныя помпы з восевым размеркавальнікам (звыш 80 бар). У сярэдзіне сямідзесятых яны атрымалі механічнае кіраванне ўпырскам, а ў сярэдзіне васьмідзесятых - электроннае (BMW 524td, 1986 г.).

Некалькі іншым спосабам ажыццяўлення ўпырску паліва былі помпа-фарсункі, якія выкарыстоўваліся ў грузавых аўтамабілях ужо ў 30-х гадах, шырока іх ужыў у легкавых аўтамабілях канцэрн Volkswagen, упершыню ў 1998 году (Passat B5 1.9/2000 TDI). Карацей кажучы, помпа-фарсунка - гэта фарсунка з уласнай помпай, які атрымлівае прывад ад размеркавальнага вала. Такім чынам, увесь працэс стварэння ціску і ўпырску ў цыліндр абмяжоўваецца галоўкай блока цыліндраў. Сістэма вельмі кампактная, топливопроводов, якія злучаюць помпа з фарсункамі, не. Таму адсутнічае пульсацыя патрубкаў, што абцяжарвае рэгуляванне дозы паліва і ўцечак. Паколькі паліва часткова выпараецца ў камеры помпа-фарсункі, момант упырску можа быць невялікім (лёгкі запуск). Самае галоўнае, аднак, гэта вельмі высокі ціск упырску 2200-XNUMX бар. Доза паліва ў цыліндры хутка змешваецца з паветрам і згарае вельмі эфектыўна.

У цэлым дызель з помпа-фарсункамі характарызуецца высокім ККД, малым расходам паліва, высокай хуткасцю і магчымасцю атрымання высокіх удзельных магутнасцей. Але рухавік з помпа-фарсункамі дарог у вытворчасці, у асноўным з-за складанасці галоўкі блока цыліндраў. Яго праца цяжкая і гучная. Пры сілкаванні ад помпа-фарсунак таксама ўзнікаюць праблемы з таксічнасцю выхлапных газаў, што ў значнай ступені спрыяла адмове VW ад гэтага рашэння.

Прамы ўпырск Common Rail

Найважнейшым элементам сістэмы ўпырску Common Rail з'яўляецца "Common Rail", тып бака, таксама вядомы як "акумулятар паліва пад ціскам", у які помпа перапампоўвае дызельнае паліва. Ён паступае на фарсункі не наўпрост ад помпы, а з бачка, пры гэтым захоўваецца аднолькавы ціск для кожнага цыліндру.

Вобразна можна сказаць, што кожная з фарсунак не чакае порцыю паліва ад помпы, а ўсё яшчэ мае паліва пад вельмі высокім ціскам. Электрычных імпульсаў, якія прыводзяць у дзеянне фарсункі, дастаткова, каб паліва паступіла ў камеры згарання. Такая сістэма дазваляе ствараць шматфазныя ўпырскі (нават 8 фаз на адзін упырск), што прыводзіць да вельмі дакладнага згарання паліва з паступовым нарастаннем ціску. Вельмі высокі ціск упырску (1800 бар) дазваляе выкарыстоўваць фарсункі з вельмі маленькімі адтулінамі, якія падаюць паліва практычна ў выглядзе смугі.

Усё гэта дапаўняецца высокім ККД рухавіка, плыўнасцю ходу і нізкім узроўнем шуму (нягледзячы на ​​непасрэдны ўпырск), добрай манеўранасцю і нізкім утрыманнем выхлапных газаў. Аднак рухавікі з сістэмай Common Rail патрабуюць выкарыстанні паліва самай высокай якасці і лепшых фільтраў. Забруджванні ў паліве могуць разбурыць фарсункі і прывесці да паломкі, ухіленне якой будзе надзвычай дарагім.