Системи за убризгавање дизел мотора. Дизајн, предности и мане

За разлику од бензинских мотора, дизел мотори су од почетка имали убризгавање горива. Променили су се само системи за убризгавање, арматуре и притисак горива који се доводи у цилиндре.

Принцип рада дизел мотора, обично познат као дизел мотор, потпуно је другачији од бензинског мотора. У камионима за гориво, мешавина горива и ваздуха улази у комору за сагоревање изнад клипа. Након компресије, смеша се запали услед пропадања електричне варнице на електродама свећице. Због тога се бензински мотори називају и мотори са паљењем свећом (СИ).

Код дизел мотора, клип у комори за сагоревање компримира само ваздух, који се под утицајем огромног притиска (најмање 40 бара - отуда и назив "висок притисак") загрева на температуру од 600-800 ° Ц. Убризгавање горива у тако врели ваздух доводи до тренутног самозапаљења горива у комори за сагоревање. Из тог разлога, дизел мотори се такође називају мотори са компресијским паљењем (ЦИ). Од почетка су се напајали убризгавањем горива у комору за сагоревање, а не у усисну грану која само допрема ваздух до мотора. У зависности од тога да ли је комора за сагоревање била подељена или не, дизел мотори су подељени на погонске јединице са индиректним или директним убризгавањем.

Индиректна ињекција

Дизел, иако је дебитовао са системом директног убризгавања, није дуго коришћен. Ово решење је изазвало превише проблема и у аутомобилској индустрији га је заменило индиректно убризгавање патентирано 1909. године. Директно убризгавање је остало у великим стационарним и бродским моторима, као иу неким камионима. Дизајнери путничких аутомобила фаворизовали су дизел моторе са индиректним убризгавањем, са глаткијим радом и мање буке.

Израз "индиректно" у дизел моторима значи нешто сасвим другачије него код бензинских мотора, где је индиректно убризгавање убризгавање мешавине ваздух-гориво у усисну грану. Код дизел мотора са индиректним убризгавањем, као и код дизајна са директним убризгавањем, гориво које распршује ињектор такође улази у комору за сагоревање. Само што је подељен на два дела – помоћни, у који се убризгава гориво, и главни, тј. простор непосредно изнад клипа у коме се одвија главни процес сагоревања горива. Коморе су међусобно повезане каналом или каналима. По облику и функцији, коморе се деле на прелиминарне, вртложне и ваздушне резервоаре.

Потоњи се не могу користити, јер је њихова производња практично престала. У случају предкомора и вртложних комора, млазница се поставља поред помоћне коморе и убризгава гориво у њу. Тамо долази до паљења, затим делимично сагорело гориво улази у главну комору и тамо изгара. Дизели са предкомором или вртложном комором раде несметано и могу имати лагане системе радилице. Нису осетљиви на квалитет горива и могу имати млазнице једноставног дизајна. Међутим, они су мање ефикасни од дизелаша са директним убризгавањем, троше више горива и имају проблема са покретањем хладног мотора. Данас су дизел мотори са индиректним убризгавањем у путничким аутомобилима ствар прошлости и више се не производе. Данас се ретко налазе у модерним аутомобилима на тржишту. Могу се наћи само у дизајну као што су индијски Хиндустан и Тата, руски УАЗ, старија генерација Митсубисхи Пајеро који се продаје у Бразилу или Волксваген Поло који се нуди у Аргентини. Користе се у много већим количинама у попродајним возилима.

Директно убризгавање

Од њега је све почело. Међутим, предности директног убризгавања нису у почетку искоришћене. Важност правилног ковитлања горива није била позната и његово сагоревање није било оптимално. Настале су грудвице горива, што је допринело стварању чађи. Процеси на клипу су ишли пребрзо, мотори су радили тешко, брзо уништавајући лежај радилице. Из тог разлога, директно убризгавање је напуштено, преферирајући индиректно убризгавање.

Повратак коренима, али у модерној верзији, догодио се тек 1987. године, када је Фиат Црома 1.9 ТД ушао у масовну производњу. Директно убризгавање горива захтева ефикасну опрему за убризгавање, висок притисак убризгавања, гориво доброг квалитета и веома јак (и стога тежак) погон. Међутим, обезбеђује високу ефикасност и лако покретање хладног мотора. Савремена решења за дизел моторе са директним убризгавањем базирају се углавном на потпуно равним главама и клиповима са коморама (шупљинама) одговарајућег облика. Коморе су одговорне за исправну турбуленцију горива. Директно убризгавање се данас широко користи у дизел моторима путничких аутомобила.

Директно убризгавање - ињектори пумпе

У традиционалним дизел моторима, различите врсте пумпи су одговорне за снабдевање горивом. У пионирска времена, убризгавање горива се вршило компримованим ваздухом; 20-их то се радило са редизајнираним уљним пумпама. У 300-им годинама, специјалне пумпе дизајниране за дизел моторе већ су биле широко коришћене. У почетку се заснивао на серијским пумпама које стварају низак притисак (до 60 бара). Тек 1000-их година појавиле су се ефикасније пумпе са аксијалним разводником (преко 80 бара). Средином седамдесетих добили су механичку контролу убризгавања, а средином осамдесетих добили су електронско управљање (БМВ 524тд, 1986).

Пумпе-ињектори који су се користили у камионима већ 30-их година били су мало другачији начин убризгавања горива, у путничким аутомобилима их је широко користио концерн Фолксваген, први пут 1998. (Пассат Б5 1.9 ТДИ). Укратко, ињектор пумпе је ињектор са сопственом пумпом, коју покреће брегасто вратило. Дакле, цео процес притиска и убризгавања у цилиндар је ограничен на главу цилиндра. Систем је веома компактан, нема водова за гориво који повезују пумпу са ињекторима. Због тога нема пулсирања млазнице, што отежава регулисање дозе горива и цурења. Пошто гориво делимично испарава у комори бризгаљке јединице, време убризгавања може бити мало (лако покретање). Најважнији је, међутим, веома висок притисак убризгавања од 2000-2200 бара. Доза горива у цилиндру се брзо меша са ваздухом и сагорева веома ефикасно.

Генерално, дизел мотор са пумпом-ињектором карактерише висока ефикасност, ниска потрошња горива, велика брзина и могућност добијања велике густине снаге. Али мотор са јединичним ињектором је скуп за производњу, углавном због сложености главе цилиндра. Његов рад је тежак и гласан. Када се напајају јединичним ињекторима, такође се јављају проблеми са емисијом, што је у великој мери допринело да ВВ одустане од овог решења.

Директно убризгавање - Цоммон Раил

Најважнији елемент Цоммон Раил система за убризгавање је „Цоммон Раил“, тип резервоара познат и као „акумулатор горива под притиском“, у који пумпа пумпа дизел гориво. У млазнице улази не директно из пумпе, већ из резервоара, уз одржавање истог притиска за сваки цилиндар.

Сликовито можемо рећи да свака од ињектора не чека порцију горива из пумпе, али и даље има гориво под веома високим притиском. Електрични импулси који покрећу ињекторе довољни су да доводе гориво у коморе за сагоревање. Такав систем вам омогућава да креирате вишефазно убризгавање (чак 8 фаза по убризгавању), што доводи до веома прецизног сагоревања горива уз постепено повећање притиска. Веома висок притисак убризгавања (1800 бара) омогућава употребу ињектора са веома малим отворима који испоручују гориво готово у облику магле.

Све ово употпуњује висока ефикасност мотора, углађен рад и низак ниво буке (упркос директном убризгавању), добра маневарска способност и ниска емисија издувних гасова. Међутим, цоммон раил мотори захтевају најквалитетније гориво и најбоље филтере. Загађивачи у гориву могу уништити ињекторе и узроковати штету која је изузетно скупа за поправку.