В момент, когда поршень цилиндра почти достигает в верхней мертвой точке, в воздух, сжатый и нагретый примерно до +600°С, впрыскивается дизельное топливо. Топливо самовоспламеняется, поэтому свечи зажигания не нужны.
При очень холодном двигателе одним только сжатием температура воспламенения не достигается. В этом случае двигатель нужно предварительно разогреть. Для этого в камере сгорания каждого цилиндра имеется свеча накаливания, которая разогревает камеру сгорания.
Продолжительность разогрева зависит от температуры окружающего воздуха и регулируется блоком управления двигателем через реле разогрева.
Топливо всасывается топливоподающим насосом непосредственно из топливного бака и нагнетается к ТНВД под давлением, равном примерно 3,5 бар.
В топливном насосе высокого давления даже на малых оборотах двигателя создается постоянное давление, составляющее немногим более 1300 бар.
К топливному насосу высокого давления подсоединен магистральный распределительный топливопровод с топливными форсунками для каждого цилиндра (см. иллюстрацию 1.0).
1.0 Распределительная магистраль дизельного двигателя с непосредственным впрыском топлива (CDI): 1 - распределительная магистраль; 2 - топливный фильтр; 3 - возвратный топливопровод; 4 - подающий топливопровод на ТНВД; 5 - электромагнитный клапан отсечки топлива; 6 - топливоподающий насос; 7 - ТНВД (топливный насос высокого давления); 8 - нагнетающий топливопровод (к распределительной магистрали); 9 - форсунка; 10 - нагнетающий топливопровод (к форсунке); 11 - возвратный топливопровод)
Магистральный топливопровод представляет собой своего рода накопитель топлива и высокого давления, распределяющий поступившее топливо между форсунками с неизменным давлением.
Электромагнитные топливные форсунки впрыскивают топливо в свои цилиндры. Однако при этом количество впрыскиваемого топлива определяется и задаётся блоком управления двигателем. Если, например, блок управления закрывает форсунки, то на этом впрыск топлива прекращается.
Если говорить иными словами, то нагнетание топлива и его впрыск выполняются независимо друг от друга.
Преимущество состоит в том, что количество топлива впрыскивается в зависимости от эксплуатационной нагрузки на двигатель на текущий момент, что оптимизирует также и содержание вредных веществ в ОГ.
Однако при этом количество впрыскиваемого топлива не зависит от количества оборотов двигателя.
Через форсунку с многоструйным распылителем топливо впрыскивается в два этапа.
Вначале впрыскивается небольшое, предварительное, количество топлива, что улучшает условия воспламенения основной порции топлива. Это приводит к более мягкому и вместе с тем тихому сгоранию смеси.
Прежде чем попасть в топливоподающий насос и в ТНВД, топливо проходит через топливный фильтр, где задерживаются загрязнения и вода. Поэтому чрезвычайно важно заменять топливный фильтр в сроки, как того требуют условия технического обслуживания.
Топливоподающий насос и ТНВД в техническом обслуживании не нуждаются. Все подвижные детали насоса смазываются дизельным топливом.
Воздух для образования топливовоздушной смеси забирается двигателем или нагнетается турбокомпрессором через воздушный фильтр.
Турбокомпрессор сжимает воздух и подает его в двигатель через радиатор охладителя воздуха наддува (интеркулер). В интеркулере происходит охлаждение горячего воздуха наддува. Этим обеспечивается улучшение наполнения цилиндров, что в свою очередь ведет к увеличению крутящего момента и мощности двигателя.
Эксплуатация дизельного двигателя в зимних условиях
С понижением температуры уменьшается текучесть дизельного топлива, оно загустевает и парафинируется.
Дизельное топливо может стать вязким, а его текучесть можно сравнить в этом состоянии с вязкостью меда.
В результате загустевания топливный фильтр забивается. По этой причине фирмы-производители дизельного топлива добавляют зимой в дизельное топливо присадки, позволяющие сохранять нужную текучесть и обеспечивать запуск двигателя при температурах до -22°С.
Чтобы топливный фильтр в холодное время года не забивался, через клапан подогрева топлива в фильтр отводится горячее топливо (обратка) из ТНВД.
Впрыск топлива у дизельных двигателей полностью контролируется блоком управления. Это дает следующие преимущества:
- а) самодиагностика двигателя, что позволяет быстро обнаружить неисправность;
- б) точное дозирование впрыскиваемого топлива. Это обеспечивает снижение содержания вредных веществ в ОГ и уменьшает расход топлива;
- в) отпадает необходимость регулировки числа оборотов холостого хода, а также заданной частоты оборотов, при которой регулятор начинает ограничивать подачу топлива.
Все детали системы управления двигателем рассчитаны на длительный срок эксплуатации и практически не требуют ремонта.
В рамках технического обслуживания необходимо лишь менять сменный фильтрующий элемент воздушного фильтра и топливный фильтр.
Устройство предварительного разогрева дизельного двигателя
Если двигатель холодный, то температуры воздуха, образующейся при его сжатии, недостаточно для самовоспламенения впрыскиваемого топлива. В этом случае двигатель нуждается в предварительном разогреве.
С этой целью в камере, сгорания каждого цилиндра установлена свеча накаливания. Свеча накаливания представляет собой корпус с запрессованным штифтом накаливания.
Штифт накаливания имеет спираль накаливания и обмотку регулирования силы тока.
При подаче напряжения спираль внутри штифта накаляется в течение нескольких секунд до температуры свыше +850°С.
При этом через штифт каждой свечи проходит ток силой примерно в 30 Ампер.
По мере увеличения температуры в камере сопротивление регулирующей обмотки увеличивается, снижая силу тока до 15-25 Ампер. Этим свеча накаливания защищена от перегрева.
Как только сигнальная лампочка предварительного разогрева на щитке приборов гаснет, двигатель можно запускать.
Продолжительность предварительного разогрева двигателя редко достигает более 10 секунд и регулируется блоком управления двигателем, который запрашивает у датчика температуры охлаждающей жидкости данные о температуре двигателя на текущий момент.
Исходя из полученных данных, блок управления определяет продолжительность разогрева и силу тока накала свечей.
Внимание! Дизельный двигатель с обладает хорошей способностью к запуску в холодном состоянии. Поэтому предварительный разогрев необходим лишь при температурах воздуха ниже 0°С.