Silnik wysokoprężny technologia rozwinęła się przez pozorne lata świetlne w ciągu ostatnich dwóch dekad. Dawno minęły czasy nasyconego siarką czarnego, sadzowego dymu z silników Diesla, wydobywającego się ze stosów półciężarówek. Masywne i głupie bestie, które wypełniały jezdnie - i zatkały nasze drogi oddechowe - są teraz tylko wspomnieniem.
Chociaż silniki wysokoprężne zawsze były bardzo oszczędne pod względem zużycia paliwa, mają surowe przepisy dotyczące emisji spalin i oczekiwania klientów w zakresie osiągów samochodów wymuszone zmiany, które sprawiły, że ten niski olej napędowy ze wstydu przetrwał aż do czystszego powietrza i potęgi ekonomicznej mistrzowie.
Stare wiadomości: Mechaniczny wtrysk pośredni
Dotychczasowe silniki diesla polegały na prostej i skutecznej - ale nie całkiem wydajnej i dokładnej metodzie dystrybucji paliwa do komór spalania silnika. Pompa paliwa i wtryskiwacze na wczesnych silnikach wysokoprężnych były całkowicie mechaniczne i mimo precyzyjnej obróbki i solidnej budowy działały ciśnienie w układzie paliwowym nie było wystarczająco wysokie, aby uzyskać trwały i dobrze zdefiniowany wzór natryskiwania paliwa.
W tych starych mechanicznych układach pośrednich pompa musiała wykonywać podwójną pracę. Nie tylko dostarczał ciśnienie w układzie paliwowym, ale także działał jako urządzenie do pomiaru czasu i dostawy. Dodatkowo te elementarne systemy opierały się na prostych wejściach mechanicznych (nie było elektroniki jeszcze), takich jak obroty pompy paliwa na minutę (RPM) i położenie przepustnicy do pomiaru zużycia paliwa dostawa.
Następnie często dostarczali zastrzyk paliwa o złym i źle zdefiniowanym wzorze natrysku, który był albo zbyt bogaty (najczęściej), albo zbyt ubogi. Spowodowało to albo bogaty bek sadzy czarnego dymu, albo niewystarczającą moc i walczący pojazd.
Co gorsza, paliwo niskociśnieniowe musiało zostać wtryśnięte do komory wstępnej, aby zapewnić prawidłowe działanie analiza drobiazgowa ładunku, zanim zdąży on dostać się do głównej komory spalania, aby wykonać swoją pracę. Stąd termin wtrysk pośredni.
A jeśli silnik był zimny, a powietrze na zewnątrz było zimne, rzeczy naprawdę stały się ospałe. Chociaż silniki były wyposażone w świece żarowe, które pomagały im w uruchomieniu, zajęłoby kilka minut czasu pracy, zanim były wystarczająco nasiąknięte ciepłem, aby umożliwić płynną pracę.
Dlaczego taki nieporęczny, wieloetapowy proces? I po co tyle problemów z zimnymi temperaturami?
Głównym powodem jest charakter procesu diesla i ograniczenia wczesnej technologii diesla. W przeciwieństwie do silników benzynowych, silniki wysokoprężne nie mają świec zapłonowych do zapłonu mieszanki paliwowej. Diesle zależą od ciepła wytwarzanego przez intensywna kompresja powietrza w cylindrach, aby zapalić paliwo, gdy zostanie rozpylone do komory spalania. A gdy są zimne, potrzebują pomocy świec żarowych, aby przyspieszyć proces ogrzewania. Ponadto, ponieważ nie ma iskry do zainicjowania spalania, paliwo musi być wprowadzone do ciepła jako wyjątkowo drobna mgła, aby prawidłowo się zapalić.
Nowy sposób: bezpośredni wtrysk elektroniczny Common Rail (CRD)
Współczesne silniki wysokoprężne zawdzięczają swój odrodzenie popularności postępom w dostarczaniu paliwa i systemach zarządzania silnikiem, które umożliwiają stosowanie silników w celu przywrócenia mocy, osiągów i emisji równoważnych ich benzynowym odpowiednikom, przy jednoczesnym wytwarzaniu najwyższej jakości paliwa gospodarka.
Różnica polega na wysokociśnieniowej szynie paliwowej i sterowanych komputerowo elektronicznych wtryskiwaczach. W układzie Common Rail pompa paliwa ładuje szynę paliwową pod ciśnieniem do 25 000 psi. Ale w przeciwieństwie do pomp z wtryskiem pośrednim, nie bierze udziału w rozładowaniu paliwa. Pod kontrolą komputera pokładowego ilość paliwa i ciśnienie gromadzą się w szynie niezależnie od prędkości obrotowej silnika i obciążenia.
Każdy wtryskiwacz paliwa jest zamontowany bezpośrednio nad tłokiem w głowicy cylindrów (nie ma komory wstępnej) i jest połączony z szyną paliwową sztywnymi stalowymi przewodami, które są w stanie wytrzymać wysokie ciśnienie. To wysokie ciśnienie pozwala na bardzo dokładny otwór wtryskiwacza, który całkowicie rozpyla paliwo i wyklucza potrzebę stosowania komory wstępnej.
Uruchamianie wtryskiwaczy odbywa się poprzez stos płytek piezoelektrycznych, które poruszają igłą strumieniową w niewielkich przyrostach, umożliwiając rozpylanie paliwa. Kryształy piezo działają szybko, rozszerzając się, gdy przykłada się do nich ładunek elektryczny.
Jak pompa paliwowa, wtryskiwacze są również kontrolowane przez komputer silnika i mogą być uruchamiane szybko kilka razy podczas cyklu wtrysku. Dzięki tej precyzyjnej kontroli nad uruchomieniami wtryskiwaczy mniejsze, rozłożone ilości dostarczanego paliwa (5 lub więcej) mogą być mierzone w czasie suwu siły, aby promować kompletność i dokładność spalanie.
Oprócz kontroli czasu, krótkotrwałe iniekcje pod wysokim ciśnieniem umożliwiają dokładniejszy i dokładniejszy wzór rozpylania, który wspiera również lepsze i pełniejsze rozpylanie i spalanie.
Dzięki tym udoskonaleniom i ulepszeniom nowoczesny silnik wysokoprężny z bezpośrednim wtryskiem common rail jest cichszy, bardziej wydajne pod względem zużycia paliwa, czystsze i mocniejsze niż pośrednie mechaniczne jednostki wtryskowe zastąpiony