На этой иллюстрации видно, где расположены отдельные части дизельного двигателя. Для наглядности топливный насос высоко давления расположен на рисунке немного со смещением. Стрелка указывает, где он должен быть на самом деле. 1 - воздушный фильтр; 2 - распределительный вал; 3 - чашечный толкатель; 4 -форсунка; 5 - калильная свеча; 6 - поршень; 7 - топливный насос высокого давления; 8 - масляный фильтр; 9 - маслинный насос; 10 - маслинная ванна; 11 - шатун; 12 - термостат системы охлаждения; 13 - водяной насос; 14 - клиновидный ремень; 15 - шкив клиновидного ремня коленчатого вала; 16 - шкив промежуточного вала; 17 - зубчатый ремень; 18 - натяжной ролик зубчатого ремня; 19 - клапан; 20 - шкив зубчатого ремня распределительного вала.
Варианты двигателей
Есть три модели дизельных двигателей. В то время, как два атмосферных двигателя сами должны всасывать воздух, то турбодизельный получает этот воздух с помощью турбонагнетателя: воздух нагнетается в цилиндры турбиной. Приводим некоторые данные двигателей:
- 37 кВт/50 л.с. - мощность, развиваемая всасывающим дизельным двигателем (1,5 л), который устанавливался до июля 1980 г. Сокращенное обозначение СК.
- 40 кВт/54 л.с. - мощность всасывающего дизельного двигателя (1,6 л). Его сокращенное обозначение CR (до июля 1982 г.). Двигатели, устанавливаемые позже, имеют обозначение JK.
- 51 кВт/70 л.с. - мощность турбодизельного двигателя (1,6 л) с обозначением СУ.
Дизельный принцип
Как и в карбюраторном, в дизельном двигателе поршни скользят в цилиндрах вверх и вниз. При движении поршня вниз (цикл всасывания) в дизельном двигателе всасывается только чистый воздух. При движении поршня вверх всасываемый воздух сжимается. Например, в нашем дизельном двигателе всасываемый воздух сжимается до 1/23 объема, т.е. в 23 раза. Благодаря такому огромному сжатию воздух становится очень горячим. То, что при сжатии воздуха выделяется тепло, вы можете заметить, когда накачиваете шины велосипеда. В раскаленный воздух теперь вспрыскивается топливо. Мельчайшие капельки топлива воспламеняются сами по себе. Таким образом, дизелю не нужны свечи зажигания для воспламенения топливовоздушной смеси. Время впрыска и количество впрыскиваемого топлива определяется работой топливного насоса высокого давления.
Как и в карбюраторном двигателе, давление от сгорания смеси движет поршень снова вниз, при этом движении совершается работа. Коленчатый вал поворачивается, а поршень устремляется снова вверх, вытесняя отработавшие газы цилиндра. Теперь поршень и цилиндр снова готовы для всасывания и повторения рабочего цикла.
Разделенная рабочая камера
Частички топлива, впрыскиваемые в камеру сгорания дизельного двигателя, сгорают молниеносно. Поэтому получается сильный шум во время работы, подшипники двигателя очень сильно нагружаются, двигатель работает жестко. "Мягкое" сгорание в дизельном двигателе легкового автомобиля достигается посредством так называемых разделенных рабочих камер.
Сгорание начинается в отдельной вихревой камере в головке цилиндра. Давление, развивающееся в камере, воздействует на поршень не сразу, а через соединительный канал. Благодаря этому нарастание давления происходит не взрывообразно, а более равномерно. Этим достигается более "мягкая" и тихая работа дизеля.
На рисунке вы видите часть разреза двигателя. По этой иллюстрации можно понять, где находится вихревая камера в головке цилиндра. Справа изображена в увеличенном размере область вокруг вихревой камеры. Стрелки символизируют горячий воздух, который поршнем выдавливается в вихревую камеру. Впрыскиваемое топливо благодаря быстрому движению горячего воздуха начинает завихриться и смешиваться с воздухом, образуется однородная топливо-воздушная смесь, которая хорошо воспламеняется. 1 - форсунка; 2 - калильная свеча; 3 - вихревая камера; 4 - канал; 5 - поршень.
Разрез головки цилиндра дизельного двигателя: 1 - клапанная крышка; 2 - распределительный вал; 3 -установочная пластинка для регулировки теплового зазора клапана; 4 - пружина клапана; 5 - направляющая втулка клапана; 6 - седло клапана; 7 - клапан; 8 - канал; 9 - вставка вихревой камеры; 10 - фиксатор вставки вихревой камеры; 11 - отверстие для калильной свечи; 12 - отверстие для форсунки; 13 - чашечный толкатель.
Вихревая камера
Поскольку появилась возможность создания разделенной рабочей камеры в дизельном двигателе, конструкторы "Фольксвагена" выбрали принцип вихревой камеры. На рисунках на страницах 24 и 25 показаны разрезы вихревой камеры. Вихревая камера, находящаяся в головке цилиндра, соединена посредством упомянутого уже относительно широкого канала с камерой сгорания. Когда поршень в фазе сжатия устремляется вверх, то воздух, находящийся в цилиндре, направляется в вихревую камеру. Там начинается вихревое движение воздуха. Через форсунку впрыскивается топливо, оно смешивается с воздухом, распыляется и сгорает. Таким образом, мы видим, что сгорание в основном происходит в вихревой камере, а потом уже продолжается в камере сгорания. В процессе работы камера сильно разогревается и становится раскаленной. Но именно такой эффект и является желательным, поскольку таким образом лучше всего распыляются соударяющиеся частички топлива.
Некоторые производители дизельных двигателей применяют вместо вихревой камеры так называемую предкамеру, например, в автомобилях "Мерседес-Бенц". Предкамера значительно больше разделена с камерой сгорания. Не вдаваясь в подробности рабочего процесса, можно отметить сходный с вихрекамерным смесеобразованием эффект - "мягкую" работу', малый уровень шума и вибрации, особенно при низких оборотах.