Другий важливий момент – спосіб подачі палива. У бензиновому двигуні робочим тілом є суміш бензину із повітрям. Суміш готується заздалегідь (у карбюраторі) або безпосередньо в момент її подачі до циліндрів (у системах упорскування) – головне те, що паливо подається разом із повітрям, а підпалюється та згоряє відносно гомогенна паливоповітряна суміш.
У дизельному двигуні подача палива та повітря відбувається окремо. Спочатку в циліндр всмоктується повітря, потім він стискається, і тільки після цього впорскується паливо, тому говорити про гомогенну паливоповітряну суміш не доводиться. Упорскування проводиться в кінці такту стиснення, паливо і повітря фактично не змішуються один з одним, горіння відбувається на фронті струменя палива, що впорскується в стиснене повітря.
Самозаймання палива супроводжується різким, стрибкоподібним підвищенням тиску в циліндрі - цим зазвичай пояснюється шумна, жорстка робота дизельного двигуна. У низькооборотних дизельних двигунах з великим робочим об'ємом, які використовуються на вантажівках, цей недолік проявляється меншою мірою, і з ним миряться. У дизельних двигунах легкових автомобілів його намагаються позбутися застосуванням вихрової камери, або передкамери, - невеликого відсіку камери згоряння, в який впорскується паливо. Там воно запалюється, частково перемішується з повітрям, після чого суміш, що горить, поширюється по основному об'єму циліндра. Цей спосіб дещо зменшує жорсткість роботи двигуна, але знижує його теплову ефективність та економіку палива. Для більш плавного займання палива використані двоступінчасте впорскування та складна електронна схема управління.
Характерною особливістю дизельних двигунів є наявність твердих частинок у газах, що відпрацювали. Через гетерогенність процесу горіння на поверхні окремих частинок палива завжди спостерігається деяка нестача кисню, внаслідок чого замість їх окислення відбувається часткове термічне розкладання з утворенням твердих продуктів – сажі. Для гарного спалювання дизельного палива потрібна значна, навіть надмірна кількість повітря.
Також, ступінь стиснення дизельного двигуна в 2 рази вище, ніж у бензинового двигуна. Висока, не менше 14 (досягає 25), Ступінь стиснення необхідна для того, щоб температура повітря в циліндрі піднялася до величини, достатньої для займання палива. Зазвичай у дизельних двигунах ступінь стиснення становить 21-22 і обмежується лише характеристиками міцності двигуна.
Пристрої для подачі палива в дизельних двигунах значно складніші, ніж у бензинових. Їхня складність визначається насамперед тим, що доводиться впорскувати дуже маленькі, лише кілька міліграм, порції палива в середу з високим тиском. Ці порції повинні бути дуже точно відміряні - саме кількістю палива, що подається, управляється робота дизельного двигуна. Для цього потрібні швидкодіючі та точні форсунки. Високий ступінь стиснення вимагає застосування відповідних паливних насосів – тиск у соплі форсунки має досягати кількох сотень бар. Все це ускладнює та відчутно здорожує систему подачі палива і, відповідно, сам дизельний двигун.
Паливо з паливного бака забирається паливним насосом високого тиску, а потім під високим тиском подається до паливних форсунок.
Для зменшення кількості шкідливих речовин, що містяться у вихлопних газах, на автомобілях з дизельними двигунами встановлюється окисний каталізатор. Також використовується система підмішування вихлопних газів до свіжого повітря, що надходить у двигун, внаслідок чого зменшується відсотковий вміст кисню в повітрі, що спалюватиметься в циліндрах двигуна. В результаті цього зменшується температура згоряння паливної суміші, в результаті чого зменшується кількість оксидів азоту, що утворилися.
Відомі три способи упорскування дизельного палива в циліндри двигуна: через форкамеру, через вихрову камеру і пряме упорскування.
При упорскуванні дизельного палива через форкамеру паливо розпорошується по форкамері і миттєво спалахує. У зв'язку з незначною кількістю кисню у форкамері згоряє лише частина палива, а решта палива витісняється з форкамери у циліндр двигуна, де й згоряє повністю.
При впорскуванні палива через вихрову камеру процес згоряння палива проводиться так само, як і при впорскуванні палива через форкамеру. Відмінність полягає у формі та розмірах каналу, що з'єднує вихрову камеру з камерою згоряння. При впорскуванні палива у вихрову камеру відбувається значно краще перемішування палива з повітрям, а процес згоряння здійснюється більш плавно.
Коментарі відвідувачів