Dísel innsprautunarkerfi. Hönnun, kostir og gallar

Ólíkt bensínvélum voru dísilvélar með eldsneytisinnsprautun frá upphafi. Aðeins innspýtingarkerfi, festingar og þrýstingur eldsneytis sem sett var í strokkana breyttust.

Vinnureglur dísilvélar, almennt þekktar sem dísilvélar, er allt frábrugðin bensínvél. Í eldsneytisbílum fer eldsneytis-loftblandan inn í brunahólfið fyrir ofan stimpilinn. Eftir þjöppun kviknar í blöndunni vegna niðurbrots rafneista við rafskaut kertisins. Þess vegna eru bensínvélar einnig kallaðar neistaflugvélar (SI).

Í dísilvélum þjappar stimpillinn í brunahólfinu aðeins saman lofti, sem undir áhrifum gífurlegs þrýstings (að minnsta kosti 40 bör - þar af leiðandi nafnið "háþrýstingur") er hitað upp í 600-800 ° C hitastig. Inndæling eldsneytis í slíkt heitt loft leiðir til tafarlausrar sjálfkveikju eldsneytis í brunahólfinu. Af þessum sökum eru dísilaflrásir einnig kallaðar þjöppunarkveikjuvélar (CI). Strax í upphafi var þeim veitt með því að dæla eldsneyti inn í brunahólfið, en ekki inn í inntaksgreinina sem veitir aðeins lofti í vélina. Eftir því hvort brennsluhólfið var skipt eða ekki var dísilvélum skipt í afleiningar með óbeinni eða beinni innspýtingu.

Óbein inndæling

Dísel var ekki notað lengi, þó að það hafi verið frumraun með beinni innspýtingarkerfi. Þessi lausn olli of mörgum vandamálum og í bílaiðnaðinum var henni skipt út fyrir óbeina innspýtingu með einkaleyfi árið 1909. Bein innspýting var áfram í stórum kyrrstæðum og skipavélum, sem og í sumum vörubílum. Hönnuðir fólksbíla völdu dísilvélar með óbeinni innspýtingu, með mýkri notkun og minni hávaða.

Hugtakið „óbein“ í dísilvélum þýðir eitthvað allt annað en í bensínvélum, þar sem óbein innspýting er innspýting loft-eldsneytisblöndu í inntaksgreinina. Í dísilvélum með óbeinni innspýtingu, eins og í hönnun með beinni innspýtingu, fer eldsneytið sem sprautað er með inndælingartækinu einnig inn í brunahólfið. Það er bara þannig að það er skipt í tvo hluta - aukahluta, sem eldsneyti er sprautað í, og meginhlutinn, þ.e. rýmið beint fyrir ofan stimpilinn þar sem aðalferlið eldsneytisbrennslu fer fram. Hólfin eru samtengd með rás eða rásum. Hvað varðar form og virkni er hólfunum skipt í bráðabirgða-, hvirfil- og loftgeymi.

Ekki er hægt að nota hið síðarnefnda, þar sem framleiðsla þeirra hefur nánast hætt. Þegar um er að ræða forhólf og þyrilhólf er stúturinn settur upp við hlið hjálparhólfsins og dælir eldsneyti inn í það. Þar kviknar í, þá fer eldsneyti sem er að hluta til inn í aðalhólfið og brennur þar út. Dísilvélar með forhólf eða hringhólf ganga vel og geta verið með létt sveifarkerfi. Þeir eru ekki viðkvæmir fyrir eldsneytisgæði og geta verið með einfaldri hönnun. Hins vegar eru þeir óhagkvæmari en dísilvélar með beinni innspýtingu, eyða meira eldsneyti og eiga í vandræðum með að ræsa kalda vél. Í dag eru óbein innsprautun dísilvélar í fólksbílum úr sögunni og eru ekki lengur framleiddar. Þeir finnast sjaldan í nútímabílum á markaðnum í dag. Þeir eru aðeins að finna í hönnun eins og indverska Hindustan og Tata, rússneska UAZ, eldri kynslóð Mitsubishi Pajero sem seldur er í Brasilíu eða Volkswagen Polo sem boðið er upp á í Argentínu. Þeir eru notaðir í miklu meira magni í eftirmarkaði farartæki.

Bein innspýting

Þetta byrjaði allt með honum. Hins vegar voru kostir beinnar innspýtingar ekki nýttir í upphafi. Mikilvægi þess að þyrla eldsneytinu á réttan hátt var ekki þekkt og brennsla þess var ekki ákjósanlegur. Eldsneytsklumpar mynduðust sem áttu þátt í myndun sóts. Ferlarnir á stimplinum gengu of hratt, vélarnar unnu hörðum höndum, eyðilögðu fljótt sveifarásinn. Af þessum sökum var hætt við beina inndælingu, frekar en óbeina inndælingu.

Aftur til rótanna, en í nútímalegri útgáfu, átti sér stað aðeins árið 1987, þegar Fiat Croma 1.9 TD fór í fjöldaframleiðslu. Bein eldsneytisinnspýting krefst skilvirks innspýtingarbúnaðar, hás innspýtingarþrýstings, eldsneytis í góðu gæðum og mjög sterkrar (og þar af leiðandi þungur) sveifarsetts. Hins vegar veitir það mikla afköst og auðvelda ræsingu á köldum vél. Nútímalausnir fyrir dísilvélar með beinni innspýtingu byggjast aðallega á alveg flötum hausum og stimplum með viðeigandi löguðum hólfum (holum). Hólfin bera ábyrgð á réttri ókyrrð eldsneytis. Bein innspýting er mikið notuð í dag í dísilvélum fólksbíla.

Bein innspýting - Dæluspraututæki

Í hefðbundnum dísilvélum eru mismunandi gerðir af dælum ábyrgir fyrir eldsneyti. Á brautryðjendatímanum var eldsneytisinnsprautun framkvæmd með þrýstilofti, á 20. áratugnum var það gert með endurhönnuðum olíudælum. Í 300s voru sérstakar dælur hannaðar fyrir dísilvélar þegar mikið notaðar. Upphaflega var það byggt á raðdælum sem skapa lágan þrýsting (allt að 60 bör). Það var ekki fyrr en á 1000 sem skilvirkari dælur með axial dreifiveitu (yfir 80 bör) komu fram. Um miðjan áttunda áratuginn fengu þeir vélræna innspýtingarstýringu og um miðjan níunda áratuginn fengu þeir rafeindastýringu (BMW 524td, 1986).

Dæluinnsprautarar sem notaðir voru í vörubíla þegar á 30. áratugnum voru aðeins önnur leið til eldsneytisinnsprautunar, þær voru mikið notaðar í fólksbíla af Volkswagen fyrirtækinu, í fyrsta skipti árið 1998 (Passat B5 1.9 TDI). Í stuttu máli er dæluinnsprautunartæki inndælingartæki með eigin dælu, sem knúin er áfram af kambás. Þannig er allt ferlið við að þrýsta og sprauta inn í strokkinn takmarkað við strokkhausinn. Kerfið er mjög fyrirferðarlítið, það eru engar eldsneytisleiðslur sem tengja dæluna við inndælingartækin. Þess vegna er engin stútpúls, sem gerir það erfitt að stjórna eldsneytisskammti og leka. Þar sem eldsneytið gufar að hluta til í inndælingarhólfinu getur innspýtingstíminn verið lítill (auðveld byrjun). Mikilvægast er þó mjög hár innspýtingarþrýstingur 2000-2200 bör. Skammturinn af eldsneyti í strokknum blandast hratt lofti og brennur mjög vel.

Almennt einkennist dísilvél með dæluinnspýtingu af mikilli skilvirkni, lítilli eldsneytisnotkun, miklum hraða og möguleika á að ná háum aflþéttleika. En innspýtingarvél er dýr í framleiðslu, aðallega vegna þess hversu flókinn strokkhausinn er. Vinna hans er hörð og hávær. Þegar það er knúið með einingainnsprautum koma einnig upp útblástursvandamál, sem stuðlaði mjög að því að VW hætti við þessa lausn.

Bein innspýting - Common Rail

Mikilvægasti þátturinn í Common Rail innspýtingarkerfinu er „Common Rail“, tegund tanka sem einnig er þekktur sem „þrýstingseldsneytisgeymir“, sem dæla dælir díseleldsneyti í. Það fer ekki beint í stútana frá dælunni, heldur úr tankinum, á sama tíma og sama þrýstingi er haldið fyrir hvern strokk.

Í óeiginlegri merkingu getum við sagt að hver inndælingartæki bíður ekki eftir hluta af eldsneyti frá dælunni, en hefur samt eldsneyti á mjög háum þrýstingi. Rafmagnsboðin sem knýja inndælingartækin nægja til að veita eldsneyti til brunahólfanna. Slíkt kerfi gerir þér kleift að búa til fjölfasa innspýtingar (jafnvel 8 fasar á hverja innspýtingu), sem leiðir til mjög nákvæms eldsneytisbrennslu með hægfara aukningu á þrýstingi. Mjög hár innspýtingarþrýstingur (1800 bör) gerir kleift að nota inndælingartæki með mjög litlum opum sem skila eldsneyti nánast í formi þoku.

Allt þetta bætist við mikil afköst vélarinnar, hnökralausan gang og lágt hljóðstig (þrátt fyrir beina innspýtingu), góða stjórnhæfni og litla útblástur. Hins vegar þurfa common rail vélar hágæða eldsneyti og bestu síurnar. Aðskotaefni í eldsneytinu geta eyðilagt inndælingartæki og valdið skemmdum sem er afar kostnaðarsamt í viðgerð.