Так получается, что большинство своих тем под общим описанием Ликбез я пишу после услышанного в автосалонах, автомагазинах, на сервисе.И эта тема не стала исключением.
Дизельные движки вплотную приблизились к бензиновым, а по некоторым характеристикам превзошли их.Добиться этого конструкторам дизелей помогают различные технические ухищрения, которые я и хочу рассмотреть в этой теме.
Турбонаддув.
В отличие от бензинового движка, у дизеля нет системы зажигания как таковой.Воспламенение в цилиндрах происходит от сжатия.Безыскровый метод.Системы питания и впрыска объединяет ТНВД(топливный насос высокого давления).ТНВД сжимает и распределяет солярку по каналам-трубкам к каждому цилиндру.Топливо в камеры сгорания впрыскивается в конце такта сжатия через форсунки, которые создают давление в 100-200 атмосфер.В камере сгорания солярка смешивается с воздухом и полученная смесь воспламеняется.Высокая степень сжатия обуславливает большой крутящий момент(если сравнивать с бензиновыми).
И разработчики двигателей стремятся повысить мощность и крутящий момент дизелей, не увеличивая объем движка.Традиционный способ-турбонаддув.На движок ставят турбину, которую вращают отработавшие газы, а сидящие на ее валу лопатки компрессора сжимают воздух и подают его в камеру сгорания.Турбина может раскручиваться до 20000об/мин, а давление нагнетаемого воздуха составляет до 2 атмосфер.При этом в цилиндры подается в 2 раза больше топливовоздушной смеси.Отдача дизеля с турбонаддувом в полтора раза выше, чем без такового.
Интеркулер.
Врожденная болезнь турбонаддува-сильный нагрев турбины во время работы.Соответственно раскаляется воздух, что гонит турбина в камеру сгорания.Физику помним, что в школе прогуливали?В нагретом виде одно и тоже число молекул воздуха занимает больше "места", чем при обычной температуре.Т.е. от компрессора требуется больше усилий, чтобы накачать объем воздуха, необходимый для оптимальной работы движка.Чтобы решить эту проблему и увеличить КПД дизеля, надо понизить температуру сжатого после турбокомпрессора воздуха.Для этого на его пути ставят тадиатор охлаждения, интеркулер.Что и позволяет накачивать в цилиндры больше воздуха, чем просто с помощью турбонаддува и снимать с дизеля еще до 15-20% дополнительной мощности.
Common Rail.
Во многих современных дизелях вместо ТНВД используют систему впрыска Common Rail-общую топливную магистраль, в которой создается и поддерживается очень высокое давление.Форсунки имеют электронное управление:по мере необходимости запорный клапан открывает или закрывает путь солярки в камеры сгорания.Чтобы движок работал плавно, солярка подается в два этапа:предварительный впрыск и основной.Этим достигается более равномерное смешивание топливовоздушной смеси, повышается качество сгорания топлива.КПД дизеля улучшается, а постепенное сгорание нивелирует детонационные удары.Дизель с такой системой шумит и вибрирует не больше бензинового.
Изменяемая геометрия турбины.
Приближаясь по характеристикам к бензиновым, дизеля иногда утрачивают главный свой козырь-ломовую тягу с самых малых оборотов.Легковые турбодизели тяговитее на средних и высоких оборотах, но при трогании с места могут и заглохнуть.Эту проблему решают, применяя систему изменения геометрии турбины.В технические дебри не ринусь, попробую проще.Лопатки турбины поворачиваются вокруг своей оси так, чтобы обеспечить движку эластичность на всех режимах работы:на старте, когда нужен солидный запас тяги, они отклоняются на больший угол, расширяя площадь контакта с выхлопными газами, приводящими турбину в действие.Скорость вращения турбины возрастает, повышается производительность компрессора, в цилиндры нагнетается большее количество воздуха и повышается отдача движка.А когда авто мчит по шоссе и лишняя тяга ему вроде как особо то и не нужна, наоборот, могут поворачиваться навстречу потоку выхлопных газов под острым углом, уменьшая поверхность контакта и КПД компрессора, что позволяет экономить топливо.
В общем, изменяемая геометрия турбины позволяет регулировать поток мощности и крутящего момента в зависимости от режима движения и оборотов турбодизеля.