Umiejscowienie elementów sterujących silnika Diesla w komorze silnika
- 1 - czujniki ciśnienia i temperatury powietrza wchodzącego do silnika. W pojazdach wyprodukowanych przed VIII.1997 czujnik ciśnienia powietrza wchodzącego do silnika jest zainstalowany w jednostce sterującej układu bezpośredniego wtrysku oleju napędowego;
- 2 - złącze elektryczne czujnika prędkości obrotowej wału korbowego silnika;
- 3 - złącze elektryczne czujnika ruchu igły;
- 4 - zawór układu ponownego zasilania spalinami;
- 5 - czujnik temperatury płynu chłodzącego;
- 6 - złącze elektryczne pompy paliwowej wysokiego ciśnienia. Złącze dziesięciopinowe przeznaczone jest do podłączenia czujnika temperatury paliwa, regulatora objętości i czujnika przesunięcia suwaka, a także zaworu odcinającego paliwo i rozrządu wtrysku;
- 7 - czujnik prędkości;
- 8 - urządzenie sterujące. Czujnik sterujący jest montowany tylko w silnikach wysokoprężnych z bezpośrednim wtryskiem paliwa;
- 11 - złącze elektryczne. 7-stykowe złącze elektryczne zaworu odcinającego paliwo i zaworu rozrządu wtrysku paliwa;
- 12 - miejsce do pomiaru objętości pompy paliwowej wysokiego ciśnienia;
- 13 - wtryskiwacz paliwa z czujnikiem przemieszczenia igły;
- 14 - zawór magnetyczny. Zawór elektromagnetyczny ma na celu ograniczenie ciśnienia doładowania turbosprężarki;
- 15 - zawór ponownego dostarczania spalin;
- 16 - przepływomierz powietrza
Lokalizacja przewodów podciśnieniowych w układzie sterowania silnika wysokoprężnego
- 1 - przewód powietrzny łączący. Powietrzny wymiennik ciepła z turbodoładowaniem;
- 2 - przyłącze próżniowe. Do regulacji ciśnienia doładowania powietrza generowanego przez turbosprężarkę w silnikach AFN;
- 3 - przyłącze podciśnieniowego wzmacniacza siły hamowania;
- 4 - przyłącze próżniowe. Do regulacji doładowania powietrza generowanego przez turbosprężarkę w silnikach AFN;
- 5 - pompa próżniowa;
- 6 - wąż wentylacyjny. Do regulacji doładowania powietrza generowanego przez turbosprężarkę w silnikach AFN;
- 7 - wąż wentylacyjny na filtrze powietrza;
- 8 - zawór ponownego dostarczania spalin;
- 9 - modulujący zawór uzupełniania spalin
Ten typ silnika otrzymał swoją nazwę od niemieckiego inżyniera Rudolfa Diesela, który w 1897 roku zbudował pierwszy silnik o zapłonie samoczynnym. Strukturalnie silnik wysokoprężny jest podobny do silnika benzynowego: te same cylindry, tłoki, wałek rozrządu, zawory. Istnieje jednak szereg różnic, z których główna, można by powiedzieć, że podstawowa, polega na tym, że zapłon paliwa w silniku wysokoprężnym nie jest powodowany przez iskrę ze świecy zapłonowej, ale dzięki wysokiej temperaturze, jaką powietrze osiąga w wyniku jego ściskania przez tłok w cylindrze.
Drugim ważnym punktem jest sposób zasilania paliwem. W silniku benzynowym płynem roboczym jest mieszanina benzyny i powietrza. Mieszanka jest przygotowywana z wyprzedzeniem (w gaźniku) lub bezpośrednio w momencie jego dostarczenia do cylindrów (w układach wtryskowych) - najważniejsze jest to, że paliwo jest dostarczane razem z powietrzem, a stosunkowo jednorodna mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana i spalana.
W silniku wysokoprężnym paliwo i powietrze są dostarczane oddzielnie. Najpierw powietrze jest zasysane do cylindra, następnie sprężane, a dopiero potem wtryskiwane jest paliwo, więc nie ma co mówić o jednorodnej mieszance paliwowo-powietrznej. Wtrysk jest wykonywany na końcu suwu sprężania, paliwo i powietrze tak naprawdę nie mieszają się ze sobą, spalanie zachodzi z przodu strumienia paliwa wtryskiwanego do sprężonego powietrza.
Samozapłonowi paliwa towarzyszy gwałtowny, spazmatyczny wzrost ciśnienia w cylindrze - to wyjaśnia zwykle głośną, trudną pracę silnika wysokoprężnego. W wolnoobrotowych silnikach wysokoprężnych o dużej pojemności skokowej, które są stosowane w samochodach ciężarowych, ta wada jest mniej wyraźna i jest tolerowana. W silnikach wysokoprężnych samochodów osobowych próbują się go pozbyć za pomocą komory wirowej lub komory wstępnej, małego przedziału komory spalania, do którego wtryskiwane jest paliwo. Tam zapala się, częściowo miesza się z powietrzem, po czym płonąca mieszanina rozprzestrzenia się po głównej objętości cylindra. Ta metoda nieco zmniejsza sztywność silnika, ale zmniejsza jego sprawność cieplną i oszczędność paliwa. W celu płynniejszego zapłonu paliwa zastosowano dwustopniowy wtrysk i złożony elektroniczny obwód sterujący.
Cechą charakterystyczną silników Diesla jest obecność cząstek stałych w spalinach. Ze względu na niejednorodność procesu spalania zawsze obserwuje się pewien brak tlenu na powierzchni poszczególnych cząstek paliwa, w wyniku czego zamiast ich utlenienia następuje częściowy rozkład termiczny z powstawaniem produktów stałych - sadzy. Do dobrego spalania oleju napędowego potrzebna jest znaczna, a nawet nadmierna ilość powietrza.
Ponadto stopień sprężania silnika wysokoprężnego jest 2 razy wyższy niż w przypadku silnika benzynowego. Wysokie, nie mniej niż 14 (osiąga 25), stopień sprężania jest niezbędny, aby temperatura powietrza w cylindrze wzrosła do wartości wystarczającej do zapalenia paliwa. Zwykle w silnikach wysokoprężnych stopień sprężania wynosi 21–22 i jest ograniczony jedynie charakterystyką wytrzymałościową silnika.
Urządzenia zasilania paliwem w silnikach Diesla są znacznie bardziej skomplikowane niż w silnikach benzynowych. O ich złożoności decyduje przede wszystkim konieczność wtryskiwania bardzo małych, kilkumiligramowych porcji paliwa do medium o wysokim ciśnieniu. Porcje te muszą być bardzo dokładnie odmierzone – to ilość podawanego paliwa steruje pracą silnika Diesla. Wymaga to szybkich i dokładnych dysz. Wysoki stopień sprężania wymaga zastosowania odpowiednich pomp paliwowych - ciśnienie w dyszy wtryskiwacza musi sięgać kilkuset barów. Wszystko to komplikuje i znacznie zwiększa koszt układu zasilania paliwem, a tym samym samego silnika wysokoprężnego.
Paliwo jest pobierane ze zbiornika paliwa przez wysokociśnieniową pompę paliwa, a następnie dostarczane pod wysokim ciśnieniem do wtryskiwaczy paliwa.
Aby zmniejszyć ilość szkodliwych substancji zawartych w spalinach w pojazdach z silnikami Diesla, instalowany jest katalizator utleniający. Zastosowano również układ mieszania spalin ze świeżym powietrzem dostającym się do silnika, w wyniku czego zmniejsza się procentowa zawartość tlenu w powietrzu, który zostanie spalony w cylindrach silnika. W efekcie obniża się temperatura spalania mieszanki paliwowej, co skutkuje zmniejszeniem ilości powstających tlenków azotu.
Istnieją trzy metody wtrysku oleju napędowego do cylindrów silnika. Przez komorę wstępną, przez komorę wirową i wtrysk bezpośredni.
Kiedy olej napędowy jest wtryskiwany przez komorę wstępną, paliwo jest rozpylane na komorę wstępną i natychmiast się zapala. Ze względu na małą ilość tlenu w komorze wstępnej spala się tylko część paliwa, a reszta paliwa jest wypierana z komory wstępnej do cylindra silnika, gdzie ulega całkowitemu wypaleniu.
W przypadku wtrysku paliwa przez komorę wirową proces spalania paliwa przebiega w taki sam sposób, jak w przypadku wtrysku paliwa przez komorę wstępną. Różnica polega na kształcie i wielkości kanału łączącego komorę wirową z komorą spalania. Wtrysk paliwa do komory wirowej znacznie lepiej miesza paliwo z powietrzem, a proces spalania przebiega płynniej.
Bezpośredni wtrysk paliwa
W przypadku bezpośredniego wtrysku paliwa paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do komory spalania. Pompa paliwowa dostarcza paliwo pod ciśnieniem około 900 barów, a wtrysk paliwa odbywa się w dwóch etapach.
Zastosowanie dwukanałowych wtryskiwaczy paliwa umożliwia wykonanie wstępnego wtrysku niewielkiej części paliwa, w wyniku czego proces spalania paliwa ulega poprawie, a sam proces spalania przebiega płynniej. Ilość wtryskiwanego paliwa jest kontrolowana przez elektroniczny system zarządzania silnikiem. Ilość wtryskiwanego paliwa kontrolowana jest przez układ sterujący na podstawie informacji z następujących czujników:
- - czujnik położenia pedału przyspieszenia przesyła informacje do urządzenia sterującego silnikiem o położeniu pedału przyspieszenia w danym momencie;
- - czujnik prędkości obrotowej wału korbowego silnika;
- czujnik ruchu iglicy wtryskiwacza paliwa. Na podstawie informacji z tego czujnika określany jest moment wtrysku paliwa i regulacja procesu wtrysku w zależności od warunków pracy i prędkości obrotowej wału korbowego silnika;
- czujnik ciśnienia powietrza w silniku (czujnik doładowania);
- czujnik temperatury powietrza wpływającego do silnika;
- czujnik temperatury chłodzenia;
- czujnik temperatury oleju napędowego;
- potencjometr położenia szpuli. Na podstawie informacji z tego czujnika określana jest rzeczywista ilość wtryskiwanego paliwa.
Powietrze wpływające do silnika w kanałach dolotowych jest skręcone spiralnie, w wyniku czego poprawia się proces spalania w cylindrach silnika. Ułatwia to również uruchomienie zimnego silnika, który przy temperaturach powietrza poniżej -10°C wymaga wstępnego nagrzania.
Zanim paliwo dostanie się do wysokociśnieniowej pompy paliwowej, paliwo przechodzi przez filtr paliwa, który również oddziela od niego wodę, którą należy okresowo spuszczać.
Pompa paliwowa jest napędzana przez wał korbowy silnika za pomocą paska zębatego. Wewnętrzne ruchome części pompy paliwowej są smarowane olejem napędowym.
Ostrzeżenie: Nie dopuszczaj do kontaktu oleju napędowego z przewodami układu chłodzenia. Węże, które przez długi czas były narażone na działanie oleju napędowego, należy wymienić.
Ostrzeżenie: Układ paliwowy silnika wysokoprężnego jest szczególnie wrażliwy na zanieczyszczenia, dlatego podczas prac przy układzie paliwowym należy zachować jak największą czystość. Przed odłączeniem przewodów paliwowych dokładnie je oczyść z zanieczyszczeń.
Ostrzeżenie: Nie używaj sprężonego powietrza do czyszczenia elementów układu paliwowego zamontowanych na silniku.
Ostrzeżenie: Podczas sprawdzania działania wtryskiwaczy nigdy nie wkładać rąk ani żadnej części ciała pod strumień paliwa wydobywający się z wtryskiwacza. Paliwo wypływa z dyszy pod wysokim ciśnieniem i może przedostać się do organizmu przez skórę.
Komentarze gości