Lokalizacja elementów sterujących silnikiem Diesla w komorze silnika
- 1 - czujniki ciśnienia i temperatury powietrza wchodzącego do silnika. W pojazdach wyprodukowanych przed VIII.1997 r. czujnik ciśnienia powietrza dolotowego do silnika montowany jest w jednostce sterującej układu wtrysku bezpośredniego oleju napędowego;
- 2 - złącze elektryczne czujnika prędkości wału korbowego silnika;
- 3 - złącze elektryczne czujnika ruchu igły;
- 4 - zawór układu recyrkulacji spalin;
- 5 - czujnik temperatury płynu chłodzącego;
- 6 - złącze elektryczne pompy paliwa wysokiego ciśnienia. Złącze dziesięciopinowe przeznaczone jest do czujnika temperatury paliwa, regulatora objętości i czujnika przemieszczenia zaworu, a także do zaworu odcinającego dopływ paliwa i zaworu wtrysku;
- 7 - czujnik prędkości;
- 8 - urządzenie sterujące. Czujnik sterujący montowany jest wyłącznie w silnikach Diesla z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
- 11 - złącze elektryczne. 7-stykowe złącze elektryczne do zaworu odcinającego paliwo i zaworu rozrządu wtrysku paliwa;
- 12 - miejsce pomiaru objętości pompy paliwowej wysokiego ciśnienia;
- 13 - wtryskiwacz paliwa z czujnikiem przesunięcia iglicy;
- 14 - zawór magnetyczny. Zawór magnetyczny ma za zadanie ograniczać ciśnienie doładowania turbosprężarki;
- 15 - zawór ponownego wtrysku spalin;
- 16 - przepływomierz powietrza
Lokalizacja przewodów podciśnieniowych w układzie sterowania silnika wysokoprężnego
- 1 - podłączenie kanału powietrznego. Wymiennik ciepła powietrza doładowującego turbosprężarki;
- 2 - przyłącze próżniowe. Do regulacji ciśnienia doładowania powietrza wytwarzanego przez turbosprężarkę w silnikach AFN;
- 3 - podłączenie do serwa hamulcowego;
- 4 - przyłącze próżniowe. Do regulacji doładowania powietrza wytwarzanego przez turbosprężarkę w silnikach AFN;
- 5 - pompa próżniowa;
- 6 - wąż wentylacyjny. Do regulacji doładowania powietrza wytwarzanego przez turbosprężarkę w silnikach AFN;
- 7 - wąż wentylacyjny na filtrze powietrza;
- 8 - zawór ponownego wtrysku spalin;
- 9 - zawór modulacyjny ponownego wtrysku spalin
Nazwa tego typu silnika pochodzi od nazwiska niemieckiego inżyniera Rudolfa Diesla, który w 1897 roku zbudował pierwszy silnik z zapłonem samoczynnym. Silnik Diesla pod względem konstrukcyjnym jest podobny do silnika benzynowego: te same cylindry, tłoki, wałek rozrządu, zawory. Ale jest też szereg różnic, z których główną, można by nawet powiedzieć podstawową, jest ta, że zapłon paliwa w silniku wysokoprężnym nie jest wywoływany iskrą ze świecy zapłonowej, lecz wysoką temperaturą, jaką osiąga powietrze w wyniku jego sprężania przez tłok w cylindrze.
Drugim ważnym punktem jest sposób dostarczania paliwa. W silniku benzynowym czynnikiem roboczym jest mieszanina benzyny i powietrza. Mieszankę przygotowuje się wcześniej (w gaźniku) lub bezpośrednio w momencie jego dostarczenia do cylindrów (w układach wtryskowych) – najważniejsze jest to, aby paliwo było dostarczane razem z powietrzem, a w miarę jednorodna mieszanka paliwowo-powietrzna zapalała się i spalała.
W silniku Diesla paliwo i powietrze są dostarczane oddzielnie. Najpierw do cylindra zasysane jest powietrze, potem następuje jego sprężanie, a dopiero potem wtrysk paliwa, więc nie ma sensu mówić o jednorodnej mieszance paliwowo-powietrznej. Wtrysk następuje pod koniec suwu sprężania. Paliwo i powietrze nie mieszają się ze sobą, spalanie następuje z przodu strumienia paliwa wtryskiwanego do sprężonego powietrza.
Samozapłonowi paliwa towarzyszy gwałtowny, nagły wzrost ciśnienia w cylindrze – wyjaśnia to zazwyczaj głośną, nierówną pracę silnika Diesla. W przypadku wolnoobrotowych silników Diesla o dużej pojemności skokowej stosowanych w samochodach ciężarowych wada ta jest mniej wyraźna i jest tolerowana. W silnikach Diesla samochodów osobowych próbuje się tego pozbyć, stosując komorę wirową lub komorę wstępną, czyli niewielką część komory spalania, do której wtryskiwane jest paliwo. Tam następuje zapłon, częściowe wymieszanie się z powietrzem, po czym płonąca mieszanka rozprzestrzenia się po całej objętości cylindra. Metoda ta w pewnym stopniu łagodzi trudną pracę silnika, lecz obniża jego sprawność cieplną i zużycie paliwa. W celu uzyskania bardziej płynnego zapłonu paliwa zastosowano dwustopniowy wtrysk i skomplikowany obwód sterowania elektronicznego.
Cechą charakterystyczną silników Diesla jest obecność cząstek stałych w spalinach. Z uwagi na niejednorodność procesu spalania, na powierzchni poszczególnych cząstek paliwa zawsze występuje pewien niedobór tlenu, w wyniku czego zamiast ich utlenienia następuje częściowy rozkład termiczny, którego efektem są produkty stałe – sadza. Do dobrego spalania oleju napędowego niezbędna jest znaczna, a nawet nadmierna, ilość powietrza.
Ponadto stopień sprężania silnika Diesla jest dwa razy wyższy niż silnika benzynowego. Wysoka, nie mniej niż 14 (osiąga 25), stopień sprężania jest niezbędny do podniesienia temperatury powietrza w cylindrze do wartości wystarczającej do zapłonu paliwa. Zwykle stopień sprężania w silnikach Diesla wynosi 21–22 i jest ograniczony jedynie przez parametry wytrzymałościowe silnika.
Urządzenia dostarczające paliwo w silnikach Diesla są znacznie bardziej skomplikowane niż w silnikach benzynowych. Ich złożoność wynika przede wszystkim z faktu, że konieczne jest wtryskiwanie bardzo małych, bo zaledwie kilku miligramowych, porcji paliwa do środowiska o wysokim ciśnieniu. Porcje te muszą być mierzone bardzo precyzyjnie, gdyż to ilość dostarczanego paliwa kontroluje pracę silnika wysokoprężnego. Wymaga to szybkich i precyzyjnych wtryskiwaczy. Wysoki stopień sprężania wymaga stosowania odpowiednich pomp paliwowych – ciśnienie w dyszy wtryskiwacza musi sięgać kilkuset barów. Wszystko to komplikuje i znacznie podnosi koszt układu zasilania paliwem, a co za tym idzie, również samego silnika Diesla.
Paliwo jest pobierane ze zbiornika przez pompę paliwa wysokiego ciśnienia, a następnie dostarczane do wtryskiwaczy paliwa pod wysokim ciśnieniem.
Aby ograniczyć ilość szkodliwych substancji zawartych w spalinach, w pojazdach z silnikami Diesla montuje się katalizator utleniający. Stosowany jest również układ mieszania spalin ze świeżym powietrzem dostającym się do silnika, co powoduje zmniejszenie zawartości tlenu w powietrzu, która zostanie spalona w cylindrach silnika. W rezultacie temperatura spalania mieszanki paliwowej ulega obniżeniu, co skutkuje zmniejszeniem ilości powstających tlenków azotu.
Znane są trzy metody wtryskiwania oleju napędowego do cylindrów silnika. Przez komorę wstępną, komorę wirową i wtrysk bezpośredni.
Gdy olej napędowy jest wtryskiwany przez komorę wstępną, paliwo jest rozpylane w całej komorze wstępnej i natychmiast się zapala. Ze względu na niewielką ilość tlenu w komorze wstępnej, spala się tylko część paliwa, a reszta jest wypychana z komory wstępnej do cylindra silnika, gdzie ulega całkowitemu spaleniu.
Gdy paliwo wtryskiwane jest przez komorę wirową, proces spalania przebiega w taki sam sposób, jak w przypadku wtryskiwania paliwa przez komorę wstępną. Różnica polega na kształcie i rozmiarze kanału łączącego komorę wirową z komorą spalania. Po wtrysku paliwa do komory wirowej mieszanie się paliwa z powietrzem jest znacznie lepsze, a proces spalania przebiega płynniej.
Bezpośredni wtrysk paliwa
W przypadku bezpośredniego wtrysku paliwa paliwo jest dostarczane bezpośrednio do komory spalania. Pompa paliwa dostarcza paliwo pod ciśnieniem około 900 barów, a wtrysk paliwa odbywa się w dwóch etapach.
Zastosowanie dwukanałowych wtryskiwaczy paliwa umożliwia początkowe wtryskiwanie niewielkiej ilości paliwa, co skutkuje lepszym spalaniem paliwa i jego płynniejszym procesem. Ilość wtryskiwanego paliwa regulowana jest przez elektroniczny układ sterowania silnikiem. Ilość wtryskiwanego paliwa regulowana jest przez układ sterowania na podstawie informacji z następujących czujników:
- - czujnik położenia pedału przyspieszenia przesyła do sterownika silnika informacje o aktualnym położeniu pedału przyspieszenia;
- - czujnik prędkości wału korbowego silnika;
- czujnik przesunięcia igły wtryskiwacza paliwa. Na podstawie informacji z tego czujnika określany jest moment wtrysku paliwa i regulowany jest proces wtrysku zależnie od trybów pracy i prędkości obrotowej wału korbowego silnika;
- czujnik ciśnienia dolotowego powietrza silnika (czujnik doładowania);
- czujnik temperatury powietrza w silniku;
- czujnik temperatury płynu chłodzącego;
- czujnik temperatury oleju napędowego;
- potencjometr położenia szpuli. Na podstawie informacji z tego czujnika określana jest rzeczywista ilość wtryskiwanego paliwa.
Powietrze dostające się do silnika przez otwory dolotowe zostaje wprawione w ruch spiralny, co poprawia proces spalania w cylindrach silnika. Ułatwia to również uruchomienie zimnego silnika, a podgrzewanie silnika należy przeprowadzać przy temperaturze powietrza poniżej –10°.
Zanim paliwo trafi do pompy wysokociśnieniowej, przepływa przez filtr paliwa, w którym następuje również oddzielenie wody i która musi być okresowo spuszczana.
[Artykuł jest zamieszczony na tej stronie internetowej: www.vwmanual.ru]
Pompa paliwa napędzana jest od wału korbowego silnika za pośrednictwem paska zębatego. Wewnętrzne ruchome części pompy paliwowej smarowane są olejem napędowym.
Ostrzeżenie: Nie wolno dopuścić do kontaktu oleju napędowego z przewodami układu chłodzenia. Węże, które przez dłuższy czas były narażone na działanie oleju napędowego, należy wymienić.
Ostrzeżenie: Układ paliwowy silnika Diesla jest szczególnie wrażliwy na zanieczyszczenia, dlatego podczas pracy przy układzie paliwowym należy zachować maksymalną czystość. Przed odłączeniem przewodów paliwowych należy je dokładnie oczyścić z zanieczyszczeń.
Ostrzeżenie: Nie wolno używać sprężonego powietrza do czyszczenia elementów układu paliwowego zamontowanych na silniku.
Ostrzeżenie: Podczas sprawdzania działania wtryskiwaczy paliwa nigdy nie wkładaj rąk ani żadnej części ciała do strumienia paliwa wydobywającego się z wtryskiwacza. Paliwo wydostaje się z wtryskiwacza pod wysokim ciśnieniem i może przeniknąć do organizmu przez skórę.
Komentarze gości