Дизельді айдау жүйелері. Дизайн, артықшылықтар мен кемшіліктер

Бензин қозғалтқыштарынан айырмашылығы, дизельдік қозғалтқыштар басынан бастап жанармай бүркуге ие болды. Тек бүрку жүйелері, арматура және цилиндрлерге берілетін отынның қысымы ғана өзгерді.

Әдетте дизельдік қозғалтқыш деп аталатын дизельді қозғалтқыштың жұмыс принципі бензин қозғалтқышынан мүлдем басқаша. Жанармай таситын көліктерде отын-ауа қоспасы поршень үстіндегі жану камерасына түседі. Сығылудан кейін қоспа ұшқынның электродтарындағы электр ұшқынының бұзылуына байланысты тұтанады. Сондықтан бензин қозғалтқыштары ұшқынмен тұтану (SI) қозғалтқыштары деп те аталады.

Дизельдік қозғалтқыштарда жану камерасындағы поршень тек ауаны қысады, ол үлкен қысымның әсерінен (кем дегенде 40 бар - сондықтан «жоғары қысым» атауы) 600-800 ° C температураға дейін қызады. Осындай ыстық ауаға жанармай айдау жану камерасындағы жанармайдың бірден өздігінен тұтануына әкеледі. Осы себепті дизельдік қозғалтқыштар қысумен тұтану (CI) қозғалтқыштары деп те аталады. Басынан бастап олар қозғалтқышты ауамен қамтамасыз ететін сору коллекторына емес, жану камерасына отын айдау арқылы жеткізілді. Жану камерасының бөлінуіне немесе бөлінбеуіне байланысты дизельдік қозғалтқыштар жанама немесе тікелей айдау бар қуат блоктарына бөлінді.

Жанама инъекция

Дизель, ол тікелей айдау жүйесімен дебют жасағанымен, ұзақ уақыт бойы пайдаланылмады. Бұл шешім тым көп проблемаларды тудырды және автомобиль өнеркәсібінде ол 1909 жылы патенттелген жанама инъекцияға ауыстырылды. Тікелей айдау үлкен стационарлық және теңіз қозғалтқыштарында, сондай-ақ кейбір жүк көліктерінде қалды. Жолаушылар вагондарының конструкторлары біркелкі жұмысы және аз шуы бар жанама инъекциялық дизельдерді жақсы көрді.

Дизельдік қозғалтқыштардағы «жанама» термині бензин қозғалтқыштарына қарағанда мүлдем басқа нәрсені білдіреді, мұнда жанама айдау ауа-отын қоспасын сору коллекторына айдау болып табылады. Жанама айдау дизельдік қозғалтқыштарда, тікелей бүрку конструкцияларындағыдай, инжектормен атомизацияланған отын да жану камерасына түседі. Бұл жай ғана ол екі бөлікке бөлінген - жанармай айдалатын қосалқы бөлік және негізгі бөлік, т.б. отынның жануының негізгі процесі өтетін поршеньдің тікелей үстіндегі кеңістік. Камералар бір-біріне арна немесе арналар арқылы қосылады. Пішіні мен қызметі бойынша камералар алдын ала, құйынды және ауа резервуарларына бөлінеді.

Соңғысын пайдалану мүмкін емес, өйткені олардың өндірісі іс жүзінде тоқтатылды. Алдын ала камералар мен бұралмалы камералар жағдайында саптама көмекші камераның жанына орнатылып, оған отын айдайды. Онда тұтану пайда болады, содан кейін ішінара жанған отын негізгі камераға еніп, сол жерде жанып кетеді. Алдын ала камерасы немесе айналмалы камерасы бар дизельдер біркелкі жұмыс істейді және жеңіл иінді жүйелері болуы мүмкін. Олар отын сапасына сезімтал емес және қарапайым дизайндағы саптамаларға ие болуы мүмкін. Дегенмен, олар тікелей айдау дизельдеріне қарағанда тиімділігі төмен, отынды көбірек тұтынады және суық қозғалтқышты іске қосуда қиындықтарға тап болады. Бүгінгі таңда жеңіл автомобильдердегі жанама инжекциялық дизельдік қозғалтқыштар өткен нәрсе болып табылады және енді шығарылмайды. Олар қазіргі заманғы нарықтағы заманауи автомобильдерде сирек кездеседі. Оларды тек Үндістан мен Тата, ресейлік УАЗ, Бразилияда сатылған Mitsubishi Pajero ескі буыны немесе Аргентинада ұсынылған Фольксваген Поло сияқты дизайндардан табуға болады. Олар нарықтан кейінгі көліктерде әлдеқайда көп мөлшерде қолданылады.

Тікелей инъекция

Барлығы одан басталды. Дегенмен, тікелей инъекцияның артықшылықтары бастапқыда пайдаланылмады. Жанармайдың дұрыс айналуының маңыздылығы белгісіз және оның жануы оңтайлы болмады. Күйенің пайда болуына ықпал еткен жанармай кесектері пайда болды. Поршеньдегі процестер тым жылдам өтті, қозғалтқыштар қатты жұмыс істеді, иінді біліктің мойынтіректерін тез бұзды. Осы себепті тікелей инъекциядан бас тартылып, жанама инъекцияға артықшылық берілді.

Тамырға қайта оралу, бірақ заманауи нұсқада тек 1987 жылы Fiat Croma 1.9 TD жаппай өндіріске енген кезде ғана болды. Тікелей отынды бүрку үшін тиімді бүрку жабдығы, жоғары айдау қысымы, жақсы сапалы отын және өте күшті (демек, ауыр) иінді. Дегенмен, ол жоғары тиімділікті және суық қозғалтқышты оңай іске қосуды қамтамасыз етеді. Тікелей айдау дизельдік қозғалтқыштарына арналған заманауи шешімдер негізінен толығымен тегіс бастиектерге және сәйкес пішінді камералары (қуыстары) бар поршеньдерге негізделген. Камералар отынның дұрыс турбуленттілігіне жауап береді. Тікелей айдау бүгінгі күні жеңіл автомобильдердің дизельдік қозғалтқыштарында кеңінен қолданылады.

Тікелей айдау - сорғы инжекторлары

Дәстүрлі дизельдік қозғалтқыштарда әртүрлі типтегі сорғылар отынмен қамтамасыз етуге жауапты. Пионерлік дәуірде отын бүрку сығылған ауамен жасалды; 20 жылдары бұл қайта жобаланған май сорғыларымен жасалды. 300-ші жылдары дизельдік қозғалтқыштарға арналған арнайы сорғылар кеңінен қолданыла бастады. Бастапқыда ол төмен қысымды (60 барға дейін) жасайтын сериялық сорғыларға негізделген. Тек 1000-шы жылдарға дейін осьтік дистрибьюторы бар (80 бардан жоғары) тиімдірек сорғылар пайда болды. Жетпісінші жылдардың ортасында олар механикалық инъекциялық басқаруды, ал сексенінші жылдардың ортасында электронды басқаруды алды (BMW 524td, 1986).

30-шы жылдары жүк көліктерінде қолданылған сорғы инжекторлары жанармай бүркудің сәл өзгеше әдісі болды, олар 1998 жылы алғаш рет Volkswagen концерні жеңіл автомобильдерде кеңінен қолданылды (Passat B5 1.9 TDI). Қысқаша айтқанда, сорғы инжекторы - таратқыш білікпен басқарылатын өз сорғысы бар инжектор. Осылайша, цилиндрге қысым жасау және айдаудың бүкіл процесі цилиндр басымен шектеледі. Жүйе өте ықшам, сорғыны инжекторларға қосатын отын желілері жоқ. Сондықтан саптаманың пульсациясы жоқ, бұл жанармай дозасын және ағып кетуді реттеуді қиындатады. Отын инжектор камерасында ішінара буланатындықтан, бүрку уақыты аз болуы мүмкін (оңай бастау). Ең бастысы, 2000-2200 бар өте жоғары айдау қысымы. Цилиндрдегі отынның дозасы ауамен тез араласады және өте тиімді жанады.

Тұтастай алғанда, агрегаттық инжекторлары бар дизель жоғары тиімділікпен, төмен отын шығынымен, жоғары жылдамдықпен және жоғары қуат тығыздығын алу мүмкіндігімен сипатталады. Бірақ инжекторлы қозғалтқышты өндіру қымбатқа түседі, бұл негізінен цилиндр басының күрделілігіне байланысты. Оның жұмысы ауыр және шулы. Қондырғы инжекторларымен жұмыс істегенде, пайдаланылған газдардың уыттылығымен байланысты мәселелер де бар, бұл негізінен VW-нің бұл шешімнен бас тартуына ықпал етті.

Тікелей инъекция - Common Rail

Common Rail айдау жүйесінің ең маңызды элементі «Common Rail», ол «қысымдағы отын аккумуляторы» деп те белгілі резервуар түрі болып табылады, оған сорғы дизель отынын айдайды. Ол саптамаларға тікелей сорғыдан емес, резервуардан түседі, бұл ретте әрбір цилиндр үшін бірдей қысымды сақтайды.

Бейнелеп айтқанда, инжекторлардың әрқайсысы сорғыдан отынның бір бөлігін күтпейді, бірақ әлі де өте жоғары қысымда отын бар деп айта аламыз. Инжекторларды іске қосатын электрлік импульстар жану камераларын отынмен қамтамасыз ету үшін жеткілікті. Мұндай жүйе көп фазалы инъекцияларды жасауға мүмкіндік береді (бір айдау үшін тіпті 8 фаза), бұл қысымның бірте-бірте жоғарылауымен отынның өте дәл жануына әкеледі. Өте жоғары айдау қысымы (1800 бар) жанармайды дерлік тұман түрінде жеткізетін өте кішкентай саңылаулары бар инжекторларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Мұның бәрі қозғалтқыштың жоғары тиімділігімен, біркелкі жұмыс істеуімен және төмен шу деңгейімен (тікелей инъекцияға қарамастан), жақсы маневрлікпен және төмен шығарындылармен толықтырылады. Дегенмен, жалпы рельсті қозғалтқыштар ең жоғары сапалы отын мен ең жақсы сүзгілерді қажет етеді. Жанармайдағы ластаушы заттар инжекторларды бұзып, жөндеуге өте қымбат болатын зақым келтіруі мүмкін.