Блиск і злидні дизелів
У наших співвітчизників зі словом "дизель" зазвичай асоціюється чадний КамАЗ і водій в тілогрійці, який намагається взимку паяльною пампою відігріти його бак. Але час і техніка невблаганно йдуть вперед, і все більше з'являється у нас на дорогах красивих і сучасних автомобілів, у яких лише характерне постукування з-під капота видає тип встановленого мотора.
Дійсно спочатку дизельні двигуни встановлювалися виключно на вантажні автомобілі, судна і військову техніку - тобто туди, де потрібна надійність і економічність, а розміри, вага і комфорт можна принести в жертву.
Удосконалення технологій в моторобудування призвело до появи двигунів, які стало можливо встановити і на легковий автомобіль. Перший такий серійний автомобіль з'явився давно - в 1935 році. Це було таксі Mercedes-Benz 260 (W 170). Стрімке зростання популярності дизельних моторів припав на бензинову кризу 70-х років - з цього часу дизель міцно завоював собі місце під капотом легкових машин і позашляховиків - від наймасовіших до представницького класу.
ІДЕАЛ ДЛЯ ПОЗАШЛЯХОВИКА
Такі особливості дизеля, як економічність, високий крутний момент у всьому діапазоні оборотів, і особливо на низьких частотах обертання, а також доступне паливо, роблять його кращим варіантом для позашляховика, призначеного для роботи в тяжких умовах. Тому в програмі будь-якої фірми, що виробляє джипи, присутній дизельна модифікація, і частіше за все не одна.
Зараз, в кінці 90-х років, почалося нове зростання популярності дизельних моторів, пов'язаний з вдосконаленням їх конструкції, впровадженням електроніки в системи подачі палива і управління двигуном. Сучасні дизелі останніх поколінь впритул наблизилися до бензиновим моторам по гучності і питомими характеристиками (вага, потужність на одиницю об'єму), зберігаючи при цьому переваги в економічності і надійності.
За прогнозами вчених і технологів, в XXI столітті стара добра "бензинова запальничка" почне йти в історію, поступово віддаючи пальму першості дизелю. Які ж особливості дизельного двигуна дозволяють йому вести настільки успішну боротьбу за місце під капотом?
За конструкцією дизельний двигун мало відрізняється від звичайного бензинового - ті ж циліндри, поршні, шатуни. Правда, клапанні деталі істотно посилені, щоб сприймати 6олее високі навантаження - адже ступінь стиснення у нього набагато вище (19-24 одиниці проти 9-11 у бензинового). Саме цим пояснюється більшу вагу і габарити дизельного двигуна в порівнянні з бензиновим.
Принципова відмінність полягає в способах формування паливно-повітряної суміші, її займання і згорання. У бензинового мотора суміш утворюється у впускний системі, а в циліндрі запалюється іскрою свічки запалювання. У дизельному двигуні подача палива і повітря відбувається роздільно. Спочатку в циліндри надходить чисте повітря. В кінці стиснення, коли він нагрівається до температури 700-800 ° С, в камеру згоряння форсунками під великим тиском (10-30 МПа) впорскується паливо, яке майже миттєво самозаймається.
Самозаймання супроводжується різким наростанням тиску в циліндрі - звідси підвищена галасливість і жорсткість роботи дизеля. Така організація робочого процесу дозволяє використовувати більш дешеве паливо і працювати на дуже бідних сумішах, що визначає високу економічність.
Екологічні характеристики такого двигуна теж краще - при роботі на бідних сумішах викиди шкідливих речовин, особливо оксиду вуглецю, помітно менше, ніж у бензинових моторів.
До специфічних недоліків дизельних двигунів зазвичай відносять підвищену гучність і вібрацію, меншу літрову потужність і труднощі холодного пуску. Варто відзначити, що це стосується більшою мірою до старих конструкцій, а в сучасних моторах ці проблеми вже не є настільки очевидними.
Існує кілька типів дизельних двигунів, відмінність між якими укладено в конструкції камери згоряння. У дизелях з нерозділеного камерою згоряння - їх називають дизелями з безпосереднім уприскуванням - паливо впорскується в надпоршневомупростір, а камера згоряння виконана в поршні.
безпосередній впорскування
1-форсунка;
2-свічка розжарювання;
3-камера згоряння.
віхрекамерний впорскування
1-форсунка;
2-свічка розжарювання;
3-камера згоряння.
До недавнього часу безпосереднє уприскування застосовувався в основному на низькооборотних двигунах великого робочого об'єму. Це було пов'язано з труднощами організації процесу згоряння, а також підвищеними шумом і вібрацією. Але в останні роки завдяки впровадженню паливних насосів високого тиску (ТНВД) з електронним управлінням, двоступеневого впорскування палива і оптимізації процесу згоряння вдалося домогтися стійкої роботи дизеля з нерозділеного камерою згоряння на оборотах до 4500 об / хв, поліпшити його економічність, знизити шум і вібрацію. Такі двигуни стоять на автомобілях: Toyota Land Cruiser 4.2л -1HD-T, 1HD-FT, Isuzu Trooper, Opel Frontera 2.8 л - 4JB1, Land Rover Discovery 2.5 TDI
Найбільш поширеним на легкових автомобілях поки є інший тип дизельного мотора - з розділеною камерою згоряння. У них впорскування палива здійснюється не в циліндр, а в додаткову камеру. Зазвичай застосовується вихрова камера "Рікардо Комет", виконана в головці блоку циліндрів і поєднана з циліндром спеціальним каналом так, щоб при стисканні повітря, потрапляючи в вихрові камеру, інтенсивно закручується, що значно покращує процес самозаймання і сумішоутворення.
Самозаймання в цьому випадку починається в вихровий камері, а потім продовжується в основній камері згоряння. При розділеної камері згоряння знижується темп наростання тиску в циліндрі, що сприяє зниженню шумності і підвищенню максимальних обертів. Вихорокамерних двигуни складають переважну більшість серед встановлюваних на легкові автомобілі і джипи (близько 90%).
Менш поширені передкамерні дизелі, що мають спеціальну вставну форкамеру, з'єднану з циліндром декількома невеликими каналами. Їх форма і перетин підбираються так, щоб між циліндром і форкамерою виникав великий перепад тиску, що викликає протягом газів з великою швидкістю. Така конструкція дозволяє забезпечити великий ресурс, низький рівень шуму і токсичності, а також пологу характеристику крутного моменту. З широко поширених автомобілів передкамерний двигун застосовується тільки на Mercedes G 300D, 350 TD (W 463) і Ssang Yong Musso 2.9 D, де також встановлено дизель Mercedes OM602.