Дизельные двигатели, так же как и бензиновые, относятся к категории двигателей внутреннего сгорания. Это значит, что их работа базируется на одних и тех же принципах, которые все мы изучали в школе. Но есть несколько существенных моментов, которые отличают дизельный двигатель от бензиновых его собратьев.
В бензиновом двигателе воспламенение рабочей смеси происходит от свечи зажигания. На свечу подается высокое напряжение, между электродами проскакивает искра, которая собственно и воспламеняет смесь бензина и воздуха. Представьте, что в комнате, наполненной парами бензина, кто-то зажигает спичку… Последствия для всех очевидны! Примерно тоже самое происходит и в бензиновом двигателе.
В дизельном двигателе свечи зажигания отсутствуют. Воспламенение топлива происходит за счет сжатия … чистого воздуха! Происходит это следующим образом. В отличие от бензинового, в камеры сгорания дизельного двигателя подается не топливная смесь, а чистый воздух. За счет движения поршня воздух сжимается с такой силой и скоростью, что его температура увеличивается до 750 – 800 градусов Цельсия! Затем в этот горячий воздух под высоким давлением впрыскивается топливо, которое воспламеняется от высокой температуры окружающего воздуха.
За счет этих нюансов конструкции в дизельном двигателе отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания, что существенно упрощает конструкцию и увеличивает надежность. В противовес этому топливная система дизельного двигателя существенно отличается от бензинового в сторону усложнения. В основном из-за высокого давления в системе и повышенных требований к точности топливоподачи.
Два основных элемента топливной системы дизеля – это ТНВД (топливный насос высокого давления) и форсунки. ТНВД обеспечивает подачу топлива от топливного бака, через фильтр к форсункам. Форсунки впрыскивают топливо в камеры сгорания в нужное время и в нужном количестве. Алгоритм работы системы следующий.
ТНВД (2) забирает топливо из топливного бака (7) по трубопроводу (8) через топливный фильтр (1). Далее по трубопроводу (6) под высоким давлением топливо подается к форсункам (5), которые впрыскивают топливо в камеры сгорания. Часть топлива, не использованная во время впрыска, поступает обратно в бак по трубопроводу (4). Схема немного упрощенная, но именно так в дизельном двигателе всё и работает.
Кстати, свечи в дизельном двигателе все-таки имеются, но выполняют они совершенно другую функцию и называются свечами накаливания. Их задача – разогреть камеру сгорания для облегчения холодного пуска, то есть это, по сути, просто нагревательный элемент.
Давайте разберем еще несколько терминов, которые часто встречаются в связи с дизельными двигателями.
Турбиной оснащаются практически все современные дизельные двигатели, обычно они называются турбодизели. Турбина – это устройство, которое принудительно подает воздух в камеры сгорания с большой скоростью и в сжатом виде. Чем больше воздуха в единицу времени поступает, тем больше топлива может сгореть. Таким образом, тот же самый двигатель, оснащенной турбиной, может выдать заметно больше мощности и крутящего момента. Кстати в действие турбина приводится за счет выхлопных газов, которые на не турбированном дизеле никак не используются, и в прямом смысле вылетают в трубу.
Интеркуллер или промежуточный охладитель – это устройство, которое охлаждает воздух выдаваемый турбиной перед подачей его в камеры сгорания. За счет этого удается еще более усилить горение и «снять» с двигателя несколько дополнительных лошадиных сил.
Система Commonrail (коммонрэйл) – это система топливоподачи в дизельных двигателях, которая была изобретена сравнительно недавно. Суть в том, что ТНВД подает топливо не на каждую форсунку непосредственно, а в общую рампу. Далее современные электронные форсунки забирают топливо из рампы и впрыскивают непосредственно в цилиндры. Вся система управляется электроникой и позволяет осуществлять впрыск с высочайшей точностью.
Это, по сути, революционное изобретение позволило получить на дизельных двигателях уникальные технические характеристики ранее недоступные. В результате удалось избавить дизельные двигатели от многих недостатков, присущих предыдущим поколениям. Современные дизельные двигатели по своим характеристика м вплотную приблизились к бензиновым собратьям, а во многом и превзошли их.
