Դիզելային ներարկման համակարգեր. Դիզայն, առավելություններ և թերություններ

Ի տարբերություն բենզինային շարժիչների, դիզելային շարժիչները սկզբից ունեին վառելիքի ներարկում: Փոխվել են միայն ներարկման համակարգերը, կցամասերը և բալոններին մատակարարվող վառելիքի ճնշումը։

Դիզելային շարժիչի աշխատանքի սկզբունքը, որը սովորաբար հայտնի է որպես դիզելային շարժիչ, լիովին տարբերվում է բենզինային շարժիչից: Վառելիքի բեռնատարներում վառելիք-օդ խառնուրդը մտնում է մխոցից վերև գտնվող այրման պալատը: Սեղմումից հետո խառնուրդը բռնկվում է մոմերի էլեկտրոդների վրա էլեկտրական կայծի քայքայման պատճառով: Ահա թե ինչու բենզինային շարժիչները կոչվում են նաև կայծային բռնկման (SI) շարժիչներ:

Դիզելային շարժիչներում մխոցը այրման խցիկում սեղմում է միայն օդը, որը հսկայական ճնշման ազդեցության տակ (առնվազն 40 բար, հետևաբար «բարձր ճնշում» անվանումը) ջեռուցվում է մինչև 600-800 ° C ջերմաստիճան: Նման տաք օդի մեջ վառելիքի ներարկումը հանգեցնում է այրման խցիկում վառելիքի անմիջապես ինքնաբռնկման: Այդ պատճառով դիզելային ուժային ագրեգատները կոչվում են նաև սեղմման բռնկման (CI) շարժիչներ: Ի սկզբանե դրանք մատակարարվում էին վառելիքի ներարկումով այրման պալատ, այլ ոչ թե ընդունման կոլեկտոր, որը միայն օդ է մատակարարում շարժիչին: Կախված նրանից, թե արդյոք այրման պալատը բաժանված է, թե ոչ, դիզելային շարժիչները բաժանվում են էներգաբլոկների անուղղակի կամ ուղղակի ներարկման:

Անուղղակի ներարկում

Դիզելը, չնայած այն դեբյուտային էր ուղղակի ներարկման համակարգով, երկար ժամանակ չէր օգտագործվում: Այս լուծումը չափազանց շատ խնդիրներ առաջացրեց, և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ այն փոխարինվեց 1909 թվականին արտոնագրված անուղղակի ներարկումով: Ուղղակի ներարկումը մնաց մեծ անշարժ և ծովային շարժիչներում, ինչպես նաև որոշ բեռնատարներում: Ուղևորատար մեքենաների դիզայներները նախընտրում էին անուղղակի ներարկման դիզելային վառելիքը, ավելի սահուն աշխատանքով և ավելի քիչ աղմուկով:

«Անուղղակի» տերմինը դիզելային շարժիչներում նշանակում է բոլորովին այլ բան, քան բենզինային շարժիչներում, որտեղ անուղղակի ներարկումը օդ-վառելիքի խառնուրդի ներարկումն է ընդունման կոլեկտորում: Անուղղակի ներարկման դիզելային շարժիչներում, ինչպես ուղղակի ներարկման նախագծերում, ներարկիչի կողմից ատոմացված վառելիքը նույնպես մտնում է այրման պալատ: Պարզապես այն բաժանված է երկու մասի` օժանդակ մասի, որի մեջ վառելիք է ներարկվում, իսկ հիմնական մասը, այսինքն. մխոցից անմիջապես վերևում գտնվող տարածքը, որտեղ տեղի է ունենում վառելիքի այրման հիմնական գործընթացը: Խցիկները փոխկապակցված են ալիքով կամ ալիքներով: Ձևի և գործառույթի առումով խցիկները բաժանվում են նախնական, հորձանուտային և օդային ջրամբարների։

Վերջիններս չեն կարող օգտագործվել, քանի որ դրանց արտադրությունը գործնականում դադարել է։ Նախախցիկների և պտտվող խցիկների դեպքում վարդակը տեղադրվում է օժանդակ խցիկի կողքին և վառելիք է ներարկում դրա մեջ: Այնտեղ տեղի է ունենում բռնկում, այնուհետև մասամբ այրված վառելիքը մտնում է հիմնական խցիկը և այրվում այնտեղ: Նախախցիկով կամ պտտվող խցիկով դիզելային վառելիքը սահուն է աշխատում և կարող է ունենալ թեթև կռունկ համակարգեր: Նրանք զգայուն չեն վառելիքի որակի նկատմամբ և կարող են ունենալ պարզ դիզայնի վարդակներ: Այնուամենայնիվ, դրանք ավելի քիչ արդյունավետ են, քան ուղղակի ներարկման դիզելային վառելիքը, ավելի շատ վառելիք են սպառում և դժվարանում են սառը շարժիչը գործարկել: Այսօր մարդատար ավտոմեքենաների անուղղակի ներարկման դիզելային շարժիչները անցյալում են և այլևս չեն արտադրվում: Այսօր շուկայում դրանք հազվադեպ են հանդիպում ժամանակակից մեքենաներում: Դրանք կարելի է գտնել միայն այնպիսի նմուշներում, ինչպիսիք են հնդկական Hindustan-ը և Tata-ն, ռուսական UAZ-ը, Բրազիլիայում վաճառվող հին սերնդի Mitsubishi Pajero-ն կամ Արգենտինայում առաջարկվող Volkswagen Polo-ն: Դրանք շատ ավելի մեծ քանակությամբ օգտագործվում են հետշուկայի մեքենաներում:

Ուղղակի ներարկում

Ամեն ինչ սկսվեց նրանից։ Այնուամենայնիվ, ուղղակի ներարկման առավելություններն ի սկզբանե չեն օգտագործվել: Վառելիքի ճիշտ պտտման կարևորությունը հայտնի չէր, և դրա այրումը օպտիմալ չէր: Առաջացել են վառելիքի գնդիկներ, որոնք նպաստել են մուրի առաջացմանը։ Մխոցի վրա պրոցեսները շատ արագ են ընթացել, շարժիչները շատ են աշխատել՝ արագորեն քանդելով ծնկաձև լիսեռի առանցքակալը։ Այդ պատճառով ուղղակի ներարկումը լքվեց՝ նախընտրելով անուղղակի ներարկումը։

Վերադարձ դեպի արմատները, բայց ժամանակակից տարբերակով, տեղի ունեցավ միայն 1987 թվականին, երբ Fiat Croma 1.9 TD-ն մտավ զանգվածային արտադրություն: Վառելիքի ուղղակի ներարկումը պահանջում է արդյունավետ ներարկման սարքավորում, բարձր ներարկման ճնշում, լավ որակի վառելիք և շատ ամուր (և հետևաբար՝ ծանր) կռունկ: Այնուամենայնիվ, այն ապահովում է բարձր արդյունավետություն և սառը շարժիչի հեշտ գործարկում: Ուղղակի ներարկման դիզելային շարժիչների ժամանակակից լուծումները հիմնված են հիմնականում ամբողջովին հարթ գլխիկների և համապատասխան ձևի խցիկներով (խոռոչներով) մխոցների վրա: Վառելիքի ճիշտ տուրբուլենտության համար պատասխանատու են խցիկները։ Ուղղակի ներարկումն այսօր լայնորեն կիրառվում է մարդատար ավտոմեքենաների դիզելային շարժիչներում:

Direct Injection - Pump Injectors

Ավանդական դիզելային շարժիչներում վառելիքի մատակարարման համար պատասխանատու են տարբեր տեսակի պոմպեր: Առաջատար ժամանակներում վառելիքի ներարկումն արվում էր սեղմված օդով, իսկ 20-ականներին դա արվում էր վերանախագծված նավթային պոմպերով: 300-ականներին արդեն լայնորեն կիրառվում էին դիզելային շարժիչների համար նախատեսված հատուկ պոմպեր։ Սկզբում այն ​​հիմնված էր սերիական պոմպերի վրա, որոնք ստեղծում են ցածր ճնշում (մինչև 60 բար): Միայն 1000-ական թվականներին ի հայտ եկան ավելի արդյունավետ պոմպեր առանցքային դիստրիբյուտորով (ավելի քան 80 բար): Յոթանասունականների կեսերին նրանք ստացան մեխանիկական ներարկման հսկողություն, իսկ ութսունականների կեսերին նրանք ստացան էլեկտրոնային կառավարում (BMW 524td, 1986 թ.):

Արդեն 30-ականներին բեռնատարներում օգտագործվող պոմպ-ներարկիչները վառելիքի ներարկման մի փոքր այլ եղանակ էին, դրանք լայնորեն օգտագործվում էին մարդատար մեքենաներում Volkswagen կոնցեռնի կողմից, առաջին անգամ 1998 թվականին (Passat B5 1.9 TDI): Մի խոսքով, պոմպի ինժեկտորը ներարկիչ է իր պոմպով, որը շարժվում է ճարմանդով: Այսպիսով, մխոցում ճնշելու և ներարկելու ամբողջ գործընթացը սահմանափակվում է մխոցի գլխով: Համակարգը շատ կոմպակտ է, պոմպը ներարկիչներին միացնող վառելիքի գծեր չկան: Հետեւաբար, չկա վարդակային պուլսացիա, ինչը դժվարացնում է վառելիքի չափաբաժնի կարգավորումը և արտահոսքը: Քանի որ վառելիքը մասամբ գոլորշիանում է միավորի ներարկիչի խցիկում, ներարկման ժամկետը կարող է փոքր լինել (հեշտ մեկնարկ): Ամենակարևորը, սակայն, 2000-2200 բար ներարկման շատ բարձր ճնշումն է: Մխոցում վառելիքի չափաբաժինը արագ խառնվում է օդի հետ և շատ արդյունավետ այրվում:

Ընդհանուր առմամբ, պոմպ-ինժեկտորային դիզելային շարժիչը բնութագրվում է բարձր արդյունավետությամբ, վառելիքի ցածր սպառմամբ, բարձր արագությամբ և հզորության բարձր խտություն ստանալու հնարավորությամբ։ Բայց միավոր ներարկիչի շարժիչի արտադրությունը թանկ է, հիմնականում բալոնի գլխի բարդության պատճառով: Նրա աշխատանքը ծանր է և բարձրաձայն: Երբ սնուցվում է միավորի ներարկիչներով, առաջանում են նաև արտանետումների հետ կապված խնդիրներ, ինչը մեծապես նպաստեց VW-ի կողմից այս լուծումից հրաժարվելուն:

Ուղղակի ներարկում - Common Rail

Common Rail ներարկման համակարգի ամենակարևոր տարրը «Common Rail»-ն է՝ տանկի տեսակ, որը նաև հայտնի է որպես «ճնշված վառելիքի կուտակիչ», որի մեջ պոմպը մղում է դիզելային վառելիքը։ Այն վարդակների մեջ մտնում է ոչ թե անմիջապես պոմպից, այլ տանկից՝ միաժամանակ պահպանելով նույն ճնշումը յուրաքանչյուր մխոցի համար։

Պատկերավոր կարող ենք ասել, որ ներարկիչներից յուրաքանչյուրը չի սպասում պոմպից վառելիքի մի մասի, բայց դեռ վառելիք ունի շատ բարձր ճնշման տակ: Էլեկտրական իմպուլսները, որոնք ակտիվացնում են ներարկիչները, բավարար են վառելիքի այրման խցիկներին մատակարարելու համար: Նման համակարգը թույլ է տալիս ստեղծել բազմաֆազ ներարկումներ (նույնիսկ 8 փուլ մեկ ներարկման համար), ինչը հանգեցնում է վառելիքի շատ ճշգրիտ այրման՝ ճնշման աստիճանական աճով: Շատ բարձր ներարկման ճնշումը (1800 բար) թույլ է տալիս օգտագործել շատ փոքր բացվածքներով ներարկիչներ, որոնք վառելիքը մատակարարում են գրեթե մառախուղի տեսքով:

Այս ամենը լրացվում է շարժիչի բարձր արդյունավետությամբ, սահուն աշխատանքի և աղմուկի ցածր մակարդակով (չնայած ուղղակի ներարկման), լավ մանևրելու և արտանետումների ցածր արտանետումներով: Այնուամենայնիվ, սովորական երկաթուղային շարժիչները պահանջում են ամենաբարձր որակի վառելիք և լավագույն զտիչներ: Վառելիքի աղտոտիչները կարող են ոչնչացնել ներարկիչները և առաջացնել վնաս, որի վերանորոգումը չափազանց ծախսատար է: