Diiselmootorite kütusevarustussüsteem: sordid ja erinevused
Nagu teate, erineb diiselmootori tööpõhimõte bensiinimootoritest mõnevõrra. Peamiseks erinevuseks võib pidada kütuse-õhu segu süttimist, mis ei tule välisest allikast (süütesädemest), vaid tugevast kokkusurumisest ja kuumenemisest.
Teisisõnu, diiselmootoris toimub kütuse isesüttimine. Sel juhul tuleb kütust tarnida äärmiselt kõrge rõhu all, kuna diiselmootori silindritesse on vaja kütust võimalikult tõhusalt pihustada. Selles artiklis räägime sellest, milliseid diisli sissepritsesüsteeme tänapäeval aktiivselt kasutatakse, ning kaalume ka nende disaini ja tööpõhimõtet.
Artikli sisu
Kuidas diislikütuse süsteem töötab?
Nagu eespool mainitud, toimub diiselmootoris kütuse ja õhu töösegu isesüttimine. Sel juhul juhitakse silindrisse algul ainult õhku, seejärel surutakse see õhk tugevalt kokku ja kuumutatakse kompressioonist. Süüte tekkimiseks tuleb diislikütust (diislikütust) anda survetakti lõpule lähemal.
Arvestades, et õhk on väga kokkusurutav, tuleb kütust ka kõrgel rõhul sissepritsida ja tõhusalt pihustada. Erinevates diislikütuse ICE-des võib sissepritserõhk varieeruda, ulatudes keskmiselt 100 atmosfäärist kuni muljetavaldava näitajani üle 2 tuhande atmosfääri.
Kõige tõhusamaks kütusevarustuseks ja optimaalsete tingimuste tagamiseks laengu isesüttimiseks, millele järgneb segu täielik põlemine, rakendatakse kütuse sissepritse läbi diislipihusti.
Selgub, et olenemata sellest, millist toitesüsteemi kasutatakse, on diiselmootorites alati kaks põhielementi:
- seade kõrge kütuserõhu tekitamiseks;
- kütuse sissepritse ja pihustamise otsik;
Teisisõnu tekitab paljudel diiselmootoritel rõhku kõrgsurve kütusepump (kõrgsurve kütusepump) ja diislikütus juhitakse silindritesse düüside kaudu. Mis puudutab erinevusi, siis erinevates kütusevarustussüsteemides võib pump olla ühe või teise konstruktsiooniga ning ka diislipihustid ise erinevad oma konstruktsioonilt.
Samuti võivad elektrisüsteemid erineda teatud komponentide asukoha poolest, omada erinevaid juhtimisskeeme jne. Vaatame diisli sissepritsesüsteeme üksikasjalikumalt.
Diiselmootorite toitesüsteemid: ülevaade
Kui jagada kõige levinumate diiselmootorite toitesüsteemid, saame eristada järgmisi lahendusi:
- Sissepritsepumbal põhinev toitesüsteem (in-line sissepritsepump);
- Kütusevarustussüsteem, millel on jaotustüüpi kütuse sissepritsepump;
- Pumba otsikutega lahendused;
- Common rail kütuse sissepritse (kõrgsurve akumulaator ühisanumsisse).
Nendes süsteemides on ka suur hulk alamliike ja igal juhul on üks või teine tüüp peamine.
- Niisiis, alustame kõige lihtsamast skeemist, mis eeldab reasisese kütusepumba olemasolu. Sissepritsepump on tuntud ja end tõestanud lahendus, mida on diiselmootoritel kasutatud aastakümneid. Sellist pumpa kasutatakse aktiivselt eriseadmetel, veoautodel, bussidel jne. Võrreldes teiste süsteemidega on pump üsna suure suuruse ja kaaluga.
Lühidalt öeldes põhinevad sissepritsepumbad kolvipaaridel. Nende arv on võrdne mootori silindrite arvuga. Kolvipaar on silinder, mis liigub "klaasis" (hülsis). Üles liikudes surutakse kütus kokku. Seejärel, kui rõhk saavutab vajaliku väärtuse, avaneb spetsiaalne ventiil.
Selle tulemusena siseneb düüsi eelkokkusurutud kütus, mille järel toimub sissepritse. Pärast seda, kui kolb hakkab tagasi alla liikuma, avaneb kütuse sisselaskekanal. Kanali kaudu täidab kütus kolvi kohal oleva ruumi, seejärel tsükkel kordub. Selleks, et diislikütus kolvipaaridesse siseneks, on süsteemil lisaks eraldi võimenduspump.
Kolvid ise töötavad tänu sellele, et pumbaseadmel on nukkvõll. See võll töötab nagu hammasrihma nukkvõll, kuhu nukid klappe "suruvad". Pumba võlli ennast käitab mootor, kuna kõrgsurvekütusepump on mootoriga ühendatud sissepritse eelsiduri abil. Määratud sidur võimaldab teil mootori töö ajal reguleerida tööd ja reguleerida sissepritsepumpa.
- Jaotuspumbaga toitesüsteem ei erine palju reasisese sissepritsepumba skeemist. Jaotussissepritsepump on disainilt sarnane reasisesele, samas kui kolvipaaride arv on selles vähendatud.
Teisisõnu, kui reaspumbas on iga silindri jaoks vaja paare, siis jaotuspumbas piisab 1 või 2 kolbpaarist. Fakt on see, et sel juhul piisab ühest paarist, et varustada kütust 2, 3 või isegi 6 silindriga.
See sai võimalikuks tänu sellele, et kolb suutis mitte ainult üles (surumine) ja alla (sisselaskeava) liikuda, vaid ka ümber telje pöörata. Selline pöörlemine võimaldas realiseerida väljalaskeavade järjestikuse avamise, mille kaudu diislikütus düüsidesse kõrge rõhu all juhitakse.
Selle skeemi edasiarendamine tõi kaasa kaasaegsema pöörleva sissepritsepumba tekkimise. Sellises pumbas kasutatakse rootorit, millesse on paigaldatud kolvid. Need kolvid liiguvad üksteise poole ja rootor pöörleb. Nii surutakse diislikütus kokku ja jaotatakse mootorisilindrite vahel.
Soovitame lugeda ka artiklit diisli sissepritsepumba tööpõhimõtte kohta. Sellest artiklist saate teada kõrgsurvekütusepumba disainifunktsioonide ja töö kohta.
Jaotuspumba ja selle sortide peamine eelis on vähenenud kaal ja kompaktsus. Samal ajal on seda seadet keerulisem seadistada. Sel põhjusel kasutatakse täiendavalt elektroonilisi juhtimis- ja reguleerimisahelaid.
- "Pump-pihusti" tüüpi toitesüsteem on skeem, kus esialgu pole eraldi kõrgsurvekütusepumpa. Täpsemalt ühendati otsik ja pumbaosa ühte korpusesse. See põhineb juba tuttaval kolvipaaril.
Lahendusel on mitmeid eeliseid võrreldes kõrgsurvekütusepumpasid kasutavate süsteemidega. Esiteks saab hõlpsasti reguleerida üksikute silindrite kütusevarustust. Samuti, kui üks otsik ebaõnnestub, töötab ülejäänud.
Samuti võimaldab pumba düüside kasutamine vabaneda eraldi sissepritsepumba ajamist. Pumba-pihusti kolvid käitatakse aja-nukkvõlli abil, mis on paigaldatud silindripeasse. Sellised omadused on võimaldanud pumbapihustitega diiselmootoritel levida mitte ainult veoautodel, vaid ka suurtel autodel (näiteks diiselmaasturitel).
- Common Rail süsteem on üks kaasaegsemaid lahendusi kütuse sissepritse valdkonnas. Samuti võimaldab see võimsusskeem saavutada maksimaalse efektiivsuse samaaegselt diiselmootori kõrge kasuteguriga. Paralleelselt väheneb ka heitgaaside mürgisus.
Süsteemi töötas välja Saksa firma Bosch 90ndatel. Arvestades ilmselgeid eeliseid lühikese aja jooksul, hakati valdav enamus autode ja veoautode diiselmootoriga ICE-sid varustama eranditult Common Railiga.
Seadme üldskeem põhineb nn kõrgsurveakul. Lihtsamalt öeldes on kütus pideva rõhu all, misjärel see juhitakse düüsidesse. Mis puudutab surveakumulaatorit, siis see akumulaator on tegelikult kütusevoolik, kuhu kütust süstitakse eraldi sissepritsepumba abil.
Common Rail süsteem meenutab osaliselt bensiini sissepritsemootorit, millel on pihustiga kütusetoru. Bensiin pumbatakse paagist kütusepumba abil väikese surve all siini (kütusetorusse). Diiselmootoris on rõhk palju suurem, kütust pumpab sissepritsepump.
Tänu sellele, et rõhk akumulaatoris on konstantne, on saanud võimalikuks kiire ja “mitmekihiline” kütuse sissepritse läbi pihustite. Common Rail mootorite kaasaegsed süsteemid võimaldavad pihustid teha kuni 9 doseeritud sissepritse.
Tänu sellele on sellise toitesüsteemiga diiselmootor ökonoomne, tõhus, töötab sujuvalt, vaikselt ja elastselt. Samuti võimaldas rõhuakumulaatori kasutamine muuta diiselmootorite sissepritsepumba konstruktsiooni lihtsamaks.
Lisame, et Common Rail mootorite ülitäpne sissepritse on täielikult elektrooniline, kuna süsteemi tööd jälgib eraldi juhtseade. Süsteem kasutab andurite rühma, mis võimaldab kontrolleril täpselt määrata, kui palju ja mis hetkel tuleb silindritesse anda diislikütust.
Summeerida
Nagu näha, on igal vaadeldaval diiselmootori toitesüsteemil oma eelised ja puudused. Kui rääkida kõige lihtsamatest lahendustest reasisese sissepritsepumpade puhul, siis nende peamiseks eeliseks võib pidada remondivõimalust ja hoolduse kättesaadavust.
Seadmepihustitega skeemides tuleb meeles pidada, et need elemendid on tundlikud kütuse kvaliteedi ja selle puhtuse suhtes. Isegi kõige väiksemate osakeste sisenemine võib kahjustada seadme pihustit, mille tulemuseks on kallis element, mis vajab väljavahetamist.
Samuti soovitame lugeda artiklit diiselmootori toitesüsteemi (kütusesüsteemi) loputamise kohta. Sellest artiklist saate teada saadaolevatest diislikütuse sissepritsesüsteemide loputusmeetoditest.
Mis puudutab Common Rail süsteeme, siis peamiseks puuduseks ei ole mitte ainult selliste lahenduste kõrge esialgne maksumus, vaid ka järgnevate remondi- ja hooldustööde keerukus ja kõrge hind. Sel põhjusel tuleb pidevalt jälgida kütuse kvaliteeti ja kütusefiltrite seisukorda, samuti tuleks õigeaegselt teostada plaanilisi hooldusi.
