Принцип работы дизельного двигателя
Силовой агрегат. Дизельный двигатель. Фольксваген Пассат B3

В дизельном двигателе в цилиндры всасывается и там сильно сжимается чистый воздух. Благодаря этому температура в цилиндрах поднимается выше температуры самовоспламенения дизельного топлива. Когда поршень подходит к верхней мертвой точке (ВМТ), в сильно сжатый и нагретый до температуры примерно 700-900°С воздух впрыскивается дизельное топливо. Дизельное топливо самовоспламеняется, таким образом, свечи зажигания не нужны.

Топливо всасывается из топливного бака непосредственно топливным насосом высокого давления распределительного типа. В топливном насосе высокого давления (ТНВД) создается необходимое для осуществления дизельного процесса высокое давление, и топливо распределяется по отдельным цилиндрам в соответствии с порядком их работы.

Для того чтобы существенно снизить содержание вредных веществ в отработавших газах, дизельные двигатели с рабочим объемом 1,9 л оснащены специальным окислительным катализатором. Одновременно для дальнейшего уменьшения в отработавших газах окислов азота (МОх), применяется рециркуляция отработавших газов. При этом отработавшие газы подмешиваются к поступившему в цилиндр свежему воздуху (свежему заряду), благодаря чему уменьшается содержание кислорода в воздухе, участвующем в процессе сгорания. Это ведет к уменьшению периода задержки самовоспламенения и температуры сгорания, что сопровождается уменьшением образования МО_х. Однако количество рециркулируемых газов должно точно дозироваться, чтобы не вызвать возрастания эмиссии сажи. С этой целью количество расходуемого двигателем воздуха определяется с помощью расходомера воздуха, а рециркуляция отработавших газов в соответствии с этим регулируется электронным блоком управления.


Впрыскивание в дизельном двигателе осуществляется двумя различными способами: впрыскивание в вихревую камеру (вихрекамерное впрыскивание) и впрыскивание прямо в камеру сгорания (прямое впрыскивание).

Вихрекамерное впрыскивание

Двигатель 1Y(47 кВт/64 л. с.), двигатель РА/SB (59кВт/80л.с.) и двигатель AAZ (55 кВт/75 л. с.)/

Регулятор в ТНВД регулирует количество впрыскиваемого топлива в соответствии с положением педали газа. Через форсунки дизельное топливо в нужный момент времени впрыскивается в вихрекамеры рассматриваемых цилиндров (давление впрыскивания 140-160 бар). Благодаря форме вихрекамеры поступивший в цилиндр воздух в процессе сжатия получает определенное вихревое движение, что создает оптимальные условия для перемешивания впрыснутого топлива и воздуха. Горячая смесь тотчас самовоспламеняется. Количества кислорода, имеющегося в вихрекамере, достаточно для сгорания только части впрыснутого топлива. Остальная, не сгоревшая часть, выбрасывается под действием образовавшегося при сгорании высокого давления в основную камеру сгорания, расположенную над поршнем. Здесь топливо сгорает полностью. Преимущество вихрекамерного впрыскивания по сравнению с прямым впрыскиванием заключается в «мягком» сгорании и, как следствие, менее шумной работе двигателя и бездымном выхлопе. Недостаток состоит в ухудшении пусковых качеств холодного двигателя из-за увеличенной площади поверхности камеры сгорания, а также в более высоком расходе топлива.

В холодном двигателе необходимая для самовоспламенения топлива температура только за счет сжатия не достигается. В этом случае двигатель должен подогреваться. Для этого в вихревую камеру устанавливается свеча калильного зажигания, которая разогревает воздух в объеме вихрекамеры. Блок управления продолжительностью работы свечей накаливания обеспечивает их током как во время пуска, так и после него.

До 9/94

Пуск холодного двигателя облегчается благодаря ускорителю пуска, который приводится в действие кнопкой на щитке приборов. При вытягивании ускорителя пуска поршень системы опережения впрыскивания в топливном насосе высокого давления переставляется в направлении опережения впрыскивания примерно на 2,5°. Благодаря этому топливо впрыскивается в горячий воздух раньше, и холодный двигатель запускается быстрее. Как только двигатель прогрелся до рабочей температуры, кнопку ускорителя пуска необходимо задвинуть обратно.

Так как в дизельном двигателе имеет место самовоспламенение топлива, и он не может останавливаться путем выключения зажигания, на нем установлен электромагнитный клапан. При выключении зажигания подача напряжения к клапану прекращается, и клапан перекрывает топливный канал. Тем самым гарантируется, что при фиксации замка вала рулевого колеса подача топлива блокируется. При включении зажигания для пуска двигателя стартером напряжение подается к электромагнитному клапану, и он открывает топливный канал.

С 10/94

Холодный пуск регулируется блоком управления системы предпускового подогрева дизельного двигателя и клапаном начала впрыскивания.

Клапан прекращения подачи топлива управляется предназначенным для этого блоком управления. Блок управления привернут к ТНВД непосредственно над клапаном прекращения подачи топлива. Он служит также для остановки двигателя на основе сигнала блока управления противоугонной системы. Блок управления клапаном прекращения подачи топлива может так-же устанавливаться дополнительно (работа мастерской).

Прямое впрыскивание

Двигатель 1Z(68 кВт/90 л.с.)и двигатель AFN (81 кВт/110 л.с.)/

Топливо под высоким давлением впрыскивается ТНВД прямо в объем камеры сгорания, а именно, в объем камеры в поршне. При этом ТНВД создает давление в 900 бар, чтобы впрыснуть топливо в две ступени. Через многодырчатый распылитель форсунки сначала осуществляется предварительное впрыскивание незначительного количества топлива, благодаря чему улучшаются условия для воспламенения основной его части. Результатом этого является «мягкое» и тихое сгорание, аналогичное сгоранию в вихрекамерном двигателе. Количество впрыскиваемого топлива регулируется электронным блоком управления работой двигателя. Преимущества прямого впрыскивания заключаются в незначительном расходе топлива и повышенной мощности двигателя. В качестве управляющих величин используются сигналы различных датчиков. Этими датчиками являются:

• Датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик давления наддува, датчик температуры наддувочного воздуха, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик температуры топлива.
• Датчик положения педали.Благодаря ему положение педали газа передается блоку управления. Связь тяги газа с ТНВД больше не нужна.
• Датчик подъема иглы распылителя форсунки. С его помощью определяется начало впрыскивания и осуществляется управление зависящим от нагрузки и частоты вращения вала опережением впрыскивания.
• Потенциометр хода рейки ТНВД. Его сигналы служат блоку управления в качестве обратной связи и указывают точное положение рейки, которое соответствует фактически впрыскиваемому количеству топлива.

Для того чтобы достигнуть хорошего сгорания, впускной канал выполняется так, чтобы воздух на пути движения в камеру сгорания приобретал вращательное движение. В связи с более хорошими пусковыми качествами двигателей с прямым впрыскиванием предварительный подогрев для них требуется преимущественно при температурах ниже -10°С.

Все двигатели

Прежде чем топливо достигает ТНВД, оно протекает через топливный фильтр. В нем загрязнения и вода задерживаются. Поэтому крайне важно в соответствии с руководством по обслуживанию освобождать фильтр от воды или заменять его.

ТНВД не требует ухода. Все подвижные части насоса смазываются дизельным топливом. Привод ТНВД осуществляется от коленчатого вала с помощью зубчатого ремня.