Впрыск дизельного топлива

В последние годы многие начали считать дизельный мотор "двигателем будущего"

Двигатель

Несмотря на сложности, связанные с физическими свойствами дизельного топлива, двигатели, изобретенные Рудольфом Дизелем, стремительно завоевывают рынок легковых автомобилей. Причина этого явления в более высоком КПД по сравнению с бензиновыми моторами, и революционное развитие систем впрыска в последние годы.

История создания системы впрыска дизельного топлива

В 1893 году немец Рудольф Дизель первым описал и запатентовал принцип работы мотора с воспламенением от сжатия и сопутствующего ему разогрева. По замыслу изобретателя топливом для него должна была стать угольная пыль. Однако от этой идеи пришлось отказаться - частицы угля, обладающие абразивными свойствами, быстро изнашивали детали двигателя. После многочисленных усовершенствований в 1897 году Дизелю все же удалось построить работоспособный мотор, в котором в качестве топлива использовался керосин.

Тем не менее, система впрыска требовала отладки - двигатель оказался очень капризным и ненадежным.

Одним из «счастливчиков», ставших обладателем заветной лицензии, стал российский предприниматель Эммануил Нобель. Недостатки нового мотора ему пришлось устранять своими силами. В первую очередь, Нобеля не устраивало, что мотор работал на дорогом по тем временам керосине. Изобретатель дал своим инженерам задание приспособить двигатель для использования очищенной нефти. Но дизель так и не удалось приспособить к особенностям этого топлива: детали перегревались, а мощность была крайне мала.

Биоэтанол или биодизель практически не отличим от нефтяного дизельного топлива по цвету и свойствам. Основное сырье для производства биоэтанола - соя, однако делать его можно и из картошки

После нескольких практических опытов выяснилось, что дизельный мотор отлично работает на дешевом соляровом масле - продукте прямой перегонки нефти.

В то время дизельные двигатели оснащались системой подачи топлива на основе воздушного компрессора. Инженеры Нобеля модернизировали ее, но она была далека от идеала.

Действительно удачная и эффективная система впрыска дизельного топлива появилась лишь в 20-х годах прошлого столетия. Ее изобрел Роберт Бош, который сконструировал топливный насос высокого давления . Дизельный мотор стал более приемистым, выросла мощность и улучшилась экономичность. Благодаря этому изобретению дизельный двигатель снова начинает набирать популярность.

Вихрекамерный дизель - разновидность двигателя с впрыском в отдельную камеру, где топливо предварительно смешивается с воздухом. С такими конструкциями экспериментировал, к примеру, концерн Nissan

Первым грузовиком с впрыском дизельного топлива стал «пятитонник» Benz 5K3. Его мотор объемом 8,8 литра выдавал почти 50 лошадиных сил. А первым легковым автомобилем – Mercedes Benz 260D, выпущенный в 1936 году. Его 2,5-литровый четырехцилиндровый дизель развивал 45 л.с.

Устройство и принцип работы впрыска дизельного топлива

Самая простая топливная аппаратура дизеля с механическим впрыском состоит из топливного насоса высокого давления (ТНВД), топливных трубок и форсунок.

Главным элементом этой системы является ТНВД. Его задача заключается в том, чтобы подать к форсункам топливо под высоким давлением (обычно от 200 до 300 бар). Для этого в насосе применены плунжеры, который при перемещении резко увеличивает давление в магистрали той или иной форсунки.

Атмосферные дизельные двигатели очень любят поклонники гонок на внедорожниках по пересеченной местности. В этом нет ничего удивительного: для работы этому дизелю не нужен электрический ток

В отличие от бензиновых инжекторных систем питания, дизель с механическими форсунками работает без участия электроники. Момент впрыска определяется механическими настройками и зависит от давления топлива.

При достижении определенного давления игла распылителя поднимается, и топливо впрыскивается в цилиндр. После того, как давление в форсунке падает, игла закрывается, а излишки топлива из магистрали сливаются обратно в бак.

Самое весомое преимущество систем впрыска дизельного топлива перед инжекторами бензиновых двигателей – это высокий КПД

На сегодняшний день механический впрыск почти полностью уступил место более совершенному аккумуляторному впрыску Common Rail. В этих системах впрыск производится под контролем электроники.

Плюсы и минусы системы впрыска дизельного топлива

Безусловно, самое весомое преимущество систем впрыска дизельного топлива перед инжекторами бензиновых двигателей – это высокий КПД. Этот показатель на современных дизельных двигателях с аккумуляторным впрыском, турбонаддувом и промежуточным охлаждением достигает 55%, в то время как КПД одного из самых совершенных бензиновых моторов серии TSI от Volkswagen едва дотягивает до 45%. Поэтому дизели могут похвастаться весьма скромным "аппетитом".

Специфика дизельных двигателей в возможности развивать высокий крутящий момент в зоне низких оборотов. Именно по этой причине дизели стали применять на грузовиках и автобусах раньше. При адаптации моторов этого типа для использования в легковых автомобилях инженерам пришлось значительно перерабатывать трансмиссию.

Однако высокий КПД имеет и негативную сторону. Дизели, отдающие мало тепла при работе, плохо нагреваются, из-за чего многим производителям приходится оснащать свои автомобили с дизельными двигателями системами подогрева, работающими от электричества, чтобы обеспечить работу отопительной системы автомобиля.

Применение турбонаддува придало импульс использованию дизельных двигателей в легковых автомобилей, так как позволило добиться от них сопоставимых с бензиновыми моторами динамических характеристик

Еще одна проблема систем впрыска дизельных двигателей – качество топлива. К примеру, в России оно пока оставляет желать лучшего. Основное нарушение - продажа летнего дизтоплива под видом зимнего. Разница эта может быть фатальной для запуска зимой, так как летняя солярка при отрицательных температурах легко замерзает, обездвиживая автомобиль.

Другой недостаток систем впрыска дизельного топлива – сложность и дороговизна ремонта, который могут качественно осуществить лишь немногочисленные специализированные сервисные станции.

Эксплуатация двигателя с впрыском дизельного топлива

Владельцам автомобилей с дизельным двигателем стоит чаще менять фильтры. Не стоит экономить на запчастях при ремонте топливной системы, приобретая "неоригинальные запчасти". Детали системы впрыска делаются с особой точностью, поэтому лучше приобретать оригинальные комплектующие.