Эпоха дизеля

Каковы перспективы развития дизельных моторов и какие ноу-хау появились в их конструкции?

Модификации легковых авто с дизельными моторами составляют половину новых автомобилей, регистрируемых в Европе. Если бы на таких машинах с меньшим в среднем на 30% расходом топлива ездили все автовладельцы только в одной Германии, экономия горючего составила бы более 5 млрд. л в год!

Дизельные двигатели выбрасывают примерно на 25% меньше углекислого газа — источника парникового эффекта. В соответствии с нормами Euro 4 (с 2005 года) выбросы сажи снизились на 90%, другие выбросы (угарный газ, окись азота и углеводороды) — на 95% по сравнению с началом 1990-х.

Пути к успеху

После того, как в начале 1990-х заговорили о грядущем ужесточении норм токсичности отработавших газов автомобильных двигателей, возник серьезный вопрос — способен ли дизельный агрегат стать экологически чище? Сразу же стало ясно, что с классической механической системой питания с ее распределительными топливными насосами высокого давления (ТНВД) и гидромеханическими форсунками эту задачу не решить.

Источник проблемы был выявлен, и ученые занялись поиском способов более своевременного впрыскивания топлива, высокоточного дозирования и т.д. В результате разработали два новых типа систем питания — в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел, а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Euro 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.

Чем выше давление впрыска, тем точнее дозировка порций топлива и лучше качество его распыления, а соответственно — и смешивания с воздухом. В конечном итоге это и способствует более полному сгоранию топливо-воздушной смеси. Использование режима предварительного впрыскивания топлива позволило значительно уменьшить шумность работы дизеля.

Насос-форсунки

Насос-форсунки на каждом цилиндре приводятся в действие кулачковым валом. Объединение насоса и форсунки в одном узле существенно уменьшило объем топлива, который находится между плунжером насоса и распылителем. Это позволило снизить погрешности в процессе топливоподачи, которые происходили из-за сжимаемости топлива и колебаний давления в системе при использовании разделенной топливной аппаратуры. Для повышения точности работы насос-форсунок в них встроили электромагнитные клапаны, которые управляются ЭБУ. Максимальное рабочее давление впрыска в данной системе — 2050 бар.

По мнению некоторых специалистов, более перспективной является система Common Rail, способная более точно управлять процессом впрыскивания.

Common Rail

Система питания Common Rail (CR) используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. В ней топливо из общей топливной магистрали высокого давления впрыскивается под давлением 1300—1800 бар. Дозировка определяется электронным блоком управления системы, который учитывает данные целого ряда датчиков — положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т.п. На основе этих показаний компьютер определяет нужное для работы мотора количество топлива и момент его подачи.

Данный способ топливоподачи обеспечивает более точную дозировку порций топлива на разных режимах работы мотора. Для оптимизации и смягчения процесса сгорания топливо можно подавать несколькими разными по объему порциями.

Количество вредных веществ при использовании CR сократили за счет более плавного наращивания давления впрыска топлива инжекторами с новой геометрией. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, при которой уменьшается образование окиси азота.

Сегодня выпускается два типа систем Сommon Rail — с электромагнитными и пьезоэлектрическими форсунками. Последние отличаются высочайшей скоростью срабатывания, обеспечивающей снижение токсичности выхлопа на 20%, а также увеличение мощности, уменьшение расхода топлива и снижение уровня шума.

Колин ВАЛОВ, R?ga автомобильная

Метки: Common Rail насос-форсунки ТНВД

Похожие

Яндекс.Метрика