Diesel inspuiting stelsels. Ontwerp, voordele en nadele

Anders as petrolenjins, het dieselenjins van die begin af brandstofinspuiting gehad. Slegs die inspuitstelsels, toebehore en die druk van die brandstof wat aan die silinders voorsien is, het verander.

Die werkbeginsel van 'n dieselenjin, algemeen bekend as 'n dieselenjin, is heeltemal anders as dié van 'n petrolenjin. In brandstofvragmotors gaan die brandstof-lugmengsel die verbrandingskamer bo die suier binne. Na saampersing word die mengsel aan die brand gesteek as gevolg van die afbreek van 'n elektriese vonk by die elektrodes van die vonkprop. Dit is hoekom petrolenjins ook vonkontsteking (SI) enjins genoem word.

In dieselenjins druk die suier in die verbrandingskamer slegs lug saam, wat onder die invloed van enorme druk (ten minste 40 bar - vandaar die naam "hoë druk") tot 'n temperatuur van 600-800 ° C verhit word. Inspuiting van brandstof in sulke warm lug lei tot onmiddellike selfontbranding van die brandstof in die verbrandingskamer. Om hierdie rede word daar ook na diesel-kraglyne verwys as kompressie-ontsteking (CI) enjins. Van die begin af is hulle voorsien deur brandstof in die verbrandingskamer in te spuit, en nie in die inlaatspruitstuk nie, wat net lug aan die enjin verskaf. Afhangende van of die verbrandingskamer verdeel is of nie, is dieselenjins in krageenhede met indirekte of direkte inspuiting verdeel.

Indirekte inspuiting

Diesel, hoewel dit met 'n direkte inspuitingstelsel begin het, is nie lank gebruik nie. Hierdie oplossing het te veel probleme veroorsaak en in die motorbedryf is dit vervang deur indirekte inspuiting wat in 1909 gepatenteer is. Direkte inspuiting het gebly in groot stilstaande en mariene enjins, sowel as in sommige vragmotors. Passasiersmotorontwerpers het diesels met indirekte inspuiting verkies, met gladder werking en minder geraas.

Die term "indirek" in dieselenjins beteken iets heeltemal anders as in petrolenjins, waar indirekte inspuiting die inspuiting van 'n lug-brandstofmengsel in die inlaatspruitstuk is. In dieselenjins met indirekte inspuiting, soos in ontwerpe vir direkte inspuiting, gaan die brandstof wat deur die inspuiter verneveld word ook die verbrandingskamer binne. Dit is net dat dit in twee dele verdeel word - 'n hulpdeel, waarin brandstof ingespuit word, en die hoofgedeelte, d.w.s. die spasie direk bokant die suier waarin die hoofproses van brandstofverbranding plaasvind. Die kamers is met mekaar verbind deur 'n kanaal of kanale. Wat vorm en funksie betref, is die kamers verdeel in voorlopige, vortex- en lugreservoirs.

Laasgenoemde kan nie gebruik word nie, aangesien hul produksie feitlik gestaak het. In die geval van voorkamers en wervelkamers word die spuitstuk langs die hulpkamer geïnstalleer en spuit brandstof daarin. Daar vind ontsteking plaas, dan gaan die gedeeltelik verbrande brandstof die hoofkamer binne en brand daar uit. Diesels met 'n voorkamer of draaikamer loop glad en kan liggewig krukstelsels hê. Hulle is nie sensitief vir brandstofgehalte nie en kan spuitpunte van 'n eenvoudige ontwerp hê. Hulle is egter minder doeltreffend as diesels met direkte inspuiting, verbruik meer brandstof en sukkel om 'n koue enjin te begin. Vandag is indirekte inspuiting dieselenjins in passasiersmotors iets van die verlede en word nie meer vervaardig nie. Hulle word selde in moderne motors op die mark vandag gevind. Hulle kan slegs gevind word in ontwerpe soos die Indiese Hindustan en Tata, die Russiese UAZ, die ouer generasie Mitsubishi Pajero wat in Brasilië verkoop word, of die Volkswagen Polo wat in Argentinië aangebied word. Hulle word in baie groter hoeveelhede in namarkvoertuie gebruik.

Direkte inspuiting

Dit het alles by hom begin. Die voordele van direkte inspuiting is egter aanvanklik nie ontgin nie. Die belangrikheid van behoorlike warrel van die brandstof was nie bekend nie en die verbranding daarvan was nie optimaal nie. Brandstofklonte het gevorm, wat bygedra het tot die vorming van roet. Die prosesse op die suier het te vinnig gegaan, die enjins het hard gewerk en die krukaslaer vinnig vernietig. Om hierdie rede is direkte inspuiting laat vaar, met voorkeur vir indirekte inspuiting.

'n Terugkeer na die wortels, maar in 'n moderne weergawe, het eers in 1987 plaasgevind, toe die Fiat Croma 1.9 TD massaproduksie betree het. Direkte brandstofinspuiting vereis doeltreffende inspuittoerusting, hoë inspuitdruk, brandstof van goeie gehalte, en 'n baie sterk (en dus swaar) krukstel. Dit bied egter hoë doeltreffendheid en maklike aansit van 'n koue enjin. Moderne oplossings vir direkte inspuiting dieselenjins is hoofsaaklik gebaseer op heeltemal plat koppe en suiers met toepaslik gevormde kamers (holtes). Die kamers is verantwoordelik vir die korrekte turbulensie van die brandstof. Direkte inspuiting word vandag wyd gebruik in dieselenjins vir passasiersmotors.

Direkte inspuiting - pompinspuiters

In tradisionele dieselenjins is verskillende tipes pompe verantwoordelik vir die verskaffing van brandstof. In pionierstye is brandstofinspuiting met saamgeperste lug gedoen; in die 20's is dit met herontwerpte oliepompe gedoen. In die 300's is spesiale pompe wat vir dieselenjins ontwerp is, reeds wyd gebruik. Aanvanklik was dit gebaseer op reekspompe wat lae druk skep (tot 60 bar). Dit was eers in die 1000's dat meer doeltreffende pompe met aksiale verspreider (meer as 80 bar) verskyn het. In die middel-sewentigerjare het hulle meganiese inspuitbeheer ontvang, en in die middel-tagtigerjare het hulle elektroniese beheer ontvang (BMW 524td, 1986).

Pomp-inspuiters wat reeds in die 30's in vragmotors gebruik is, was 'n effens ander manier van brandstofinspuiting, hulle is wyd gebruik in passasiersmotors deur die Volkswagen-onderneming, vir die eerste keer in 1998 (Passat B5 1.9 TDI). Kortom, 'n pompinspuiter is 'n inspuiter met sy eie pomp, wat deur 'n nokas aangedryf word. Dus, die hele proses van druk en inspuiting in die silinder is beperk tot die silinderkop. Die stelsel is baie kompak, daar is geen brandstoflyne wat die pomp met die inspuiters verbind nie. Daarom is daar geen mondstukpulsasie nie, wat dit moeilik maak om die dosis brandstof en lekkasies te reguleer. Aangesien die brandstof gedeeltelik in die eenheid-inspuitkamer verdamp, kan die inspuittydsberekening klein wees (maklike begin). Die belangrikste is egter die baie hoë inspuitdruk van 2000-2200 bar. Die dosis brandstof in die silinder meng vinnig met lug en brand baie doeltreffend.

Oor die algemeen word 'n pomp-inspuiter dieselenjin gekenmerk deur hoë doeltreffendheid, lae brandstofverbruik, hoë spoed en die moontlikheid om hoë drywingsdigtheid te verkry. Maar 'n eenheid-inspuitenjin is duur om te vervaardig, hoofsaaklik as gevolg van die kompleksiteit van die silinderkop. Sy werk is hard en hard. Wanneer dit deur eenheidinspuiters aangedryf word, ontstaan ​​emissieprobleme ook, wat grootliks daartoe bygedra het dat VW hierdie oplossing laat vaar het.

Direkte inspuiting - Common Rail

Die belangrikste element van die Common Rail-inspuitingstelsel is die "Common Rail", 'n tipe tenk wat ook bekend staan ​​as 'n "pressurized fuel accumulator", waarin 'n pomp dieselbrandstof pomp. Dit betree die spuitpunte nie direk vanaf die pomp nie, maar vanuit die tenk, terwyl dieselfde druk vir elke silinder gehandhaaf word.

Figuurlik kan ons sê dat elkeen van die inspuiters nie wag vir 'n porsie brandstof van die pomp nie, maar steeds brandstof teen 'n baie hoë druk het. Die elektriese impulse wat die inspuiters aandryf is voldoende om brandstof aan die verbrandingskamers te verskaf. So 'n stelsel laat jou toe om multi-fase inspuitings te skep (selfs 8 fases per inspuiting), wat lei tot baie presiese verbranding van brandstof met 'n geleidelike toename in druk. Die baie hoë inspuitdruk (1800 bar) laat die gebruik toe van inspuiters met baie klein openinge wat brandstof byna in die vorm van 'n mis lewer.

Dit alles word aangevul deur hoë enjindoeltreffendheid, gladde loop en lae geraasvlak (ten spyte van direkte inspuiting), goeie manoeuvreerbaarheid en lae uitlaatgasse. Common rail-enjins benodig egter die hoogste gehalte brandstof en die beste filters. Kontaminante in die brandstof kan inspuiters vernietig en skade veroorsaak wat uiters duur is om te herstel.