Дизельный двигатель: экологическая эволюция

По материалам сайта: www.autoexpert.in.ua

Дизельный двигатель: путь к признанию
Использование дизельного двигателя в автомобилестроении началось с представления в 1923 году первого дизельного грузового автомобиля. В 1927 году  фирма Bosch уже наладила серийное производство систем дизельного впрыска. Доработанная технология дала жизнь в 1936 году первому легковому автомобилю с дизельным двигателем.
С тех пор дизельная технология постоянно развивается, а новые изобретения делают ее безопаснее, экономнее и  экологичнее. Решающим фактором в развитии дизельного двигателя стало появление электроники и прямого впрыска.  Современный дизельный двигатель с прямым впрыском расходует в среднем на 30% меньше топлива, чем аналогичный бензиновый двигатель с впрыском во впускной коллектор. "

Давайте пройдемся по дизельному двигателю и разберемся, что делает его таким экономичным для пользователя и экологичным для окружающей среды. Чтобы понять, как работает современный дизель, разберемся с самой распространенной у нас системой прямого впрыска фирмы Bosch.

Электронный мозг: блок управления двигателя
Главным элементом современной системы впрыска является электронный блок управления, в литературе он часто появляется под именем EDC (electronic diesel control). Этот мозг управляет всеми процессами, первый из которых – это пуск двигателя.

Блок управления двигателя

Пуск двигателя: греем камеру сгорания
Для идеального пуска в камере сгорания нужно обеспечить нужную температуру. Для этого блок управления  EDC активирует свечи накала – это очень важно, ведь только при наличии давления и нужной температуры дизельное топливо сможет загореться. Дополнительного поджигающего устройства в виде свечи зажигания, как в бензиновом двигателе, здесь нет. Современным системам нужно менее 2 секунд, чтобы прогреть камеру сгорания до нужной температуры.

Свеча накала

Подача воздуха: главное точно отмерить
Расходомер воздухаСледующий этап – поступление воздуха в камеру сгорания и впрыск топлива. Для обеспечения меньшего расхода топлива электроника измеряет массу воздуха и впрыскивает строго дозированное количество топлива. Если подать большее количество топлива, то оно просто не сгорит из-за нехватки кислорода, а меньшее количество приведет к потере мощности двигателя. Для обеспечения нужной точности современный дизельный двигатель оснащается расходомером воздуха (в бензиновом двигателе такое устройство уже давно стало стандартом). Он устанавливается в воздуховоде, через который двигатель всасывает воздух, и точно измеряет массу проходящего воздуха. Это значение передается в блок управления и электроника открывает топливную форсунку на точно рассчитанное время, отмеряя, таким образом, нужную порцию. 

Дроссельная заслонка:  смешиваем воздух с отработанными газами
Рециркуляция отработанных газов и заслонка смешиванияУдивительно, но современный дизельный двигатель оснащается также и дроссельной заслонкой. В бензиновом двигателе через такую заслонку регулируется мощность – открываем больше заслонку, поступает больше воздуха, соответственно электроника впрыскивает больше топлива и двигатель развивает больше мощности. Вот только в дизеле дроссельная заслонка выполняет другую функцию. Когда режим движения автомобиля не требует большой мощности двигателя, дроссельная заслонка перекрывает приток свежего воздуха, а одновременно с этим открывается клапан рециркуляции отработанных газов и свежий воздух смешивается с отработанными газами. В действительности такой процесс ухудшает процесс горения и понижает температуру в камере сгорания. Как следствие – в отработанных газах уменьшается уровень окиси азота. С практической точки зрения дроссельная заслонка, рециркуляция отработанных газов и расходомер воздуха нужны дизельному двигателю исключительно для выполнения строгих норм по уровню отработанных газов в соответствии с законодательными предписаниями в Европе. Раньше  он обходился без всего этого, но технологии не стоят на месте  - с 1990-х годов отработанные газы дизельного двигателя стали на 90% чище!

Защита экологии: прочь руки от техники
Чтобы наши умные земляки, понимающие предназначение этих элементов, не сняли их с двигателя, электроника запрограммирована таким образом, что постоянно контролирует процесс. Как только она обнаружит, что, например, сигнал на открывание клапана рециркуляции отработанных газов не привел к уменьшению потребления свежего воздуха, то немедленно переведет двигатель в аварийный режим с радикальным уменьшением мощности – будьте добры ехать на техстанцию для восстановления заводской конструкции.  

Главное дело: сжигаем топливо грамотно
Система впрыска Common RailИтак, мы уже разобрались, как подогревается камера сгорания и подается воздух в камеру сгорания. Осталось только одно – подать топливо. Современные автомобили используется для этого погруженный в бак электрический топливный насос. Он подает топливо через фильтр к насосу высокого давления, который создает давление до 2000 бар. Такое высокое давление нужно для максимального распределения топлива через форсунку по камере сгорания и обеспечения эффективного сгорания.
Дизельное топливо поступает от насоса высокого давления в накопительную трубку, от которой отдельные трубки ведут к инжекторам каждого цилиндра. Дальше в работу включается топливный инжектор.
В настоящее время существуют 2 типа инжекторов – электромагнитный и пьезоинжектор. Оба типа инжекторов работают настолько быстро, что позволяют сделать за один рабочий ход поршня несколько предварительных, основных и последующих впрысков! При этом можно даже регулировать продолжительность каждой порции впрыска. Дозирование подачи топлива осуществляется таким образом, чтобы двигатель работал тише, мощнее и экономнее.

Что дальше: после сжигания
Сажевый фильтрДатчик в выпускной трубе измеряет состав смеси отработанных газов и сообщает об этом блоку управления, который в свою очередь корректирует количество впрыскиваемого топлива на основании полученной информации.
После каждого сжигания с отработанными газами выходят частички сажи. Для предотвращения попадания сажи в атмосферу и в наши легкие автомобиль оснащают сажевым фильтром, который улавливает и накапливает частички сажи. Датчик, установленный на сажевом фильтре, измеряет разность давления на входе и выходе. По этому сигналу электроника понимает, когда нужно производит очистку фильтра – для этого в сажевом фильтре увеличивается температура и сажа сжигается. Таким образом, фильтр сам себя регенерирует. Увеличение температуры отработанных газов осуществляется с помощью дополнительной порции топлива после основного впрыска под руководством электроники.

Свежее дыхание: химия в помощь человечеству
Существует еще одна современная технология, позволяющая сильно уменьшить вредность отработанных газов – AdBlue. Эта технология предусматривает впрыск специальной аммиачной жидкости перед катализатором. В результате химической реакции вредные вещества разрушаются. Такая система очистки позволяет выполнить самые строгие на сегодняшний день нормы Euro 6.

 

В статье использованы материалы фирмы Bosch, рисунки фирм BMW, Mercedes-Benz, Porsche

Теги: Bosch, двигатель, дизельный двигатель, прямой впрыск, сажевый фильтр, свеча зажигания, технологии, топливная система, устройство авто, экология

Читайте также:
Значения значков на приборной панели автомобиля, о которых вы всегда стеснялись спросить
09.09.2016
Значения значков на приборной панели автомобиля, о которых вы всегда стеснялись спросить
Этапы развития полного привода
12.06.2014
Этапы развития полного привода
Развитие системы ABS: из самолета в автомобиль
16.12.2013
Развитие системы ABS: из самолета в автомобиль
Что значит цвет дыма из выхлопной трубы?
19.07.2013
Что значит цвет дыма из выхлопной трубы?
Audi – ведущий бренд в технологиях освещения
06.02.2013
Audi – ведущий бренд в технологиях освещения
Немцы придумали руль будущего
25.01.2013
Немцы придумали руль будущего
Toyota и Audi покажут на CES 2013 самоуправляемые автомобили
05.01.2013
Toyota и Audi покажут на CES 2013 самоуправляемые автомобили
Google Maps и Places появятся в новых автомобилях Kia
04.01.2013
Google Maps и Places появятся в новых автомобилях Kia
Автомобили Hyundai можно будет открывать смартфоном
27.12.2012
Автомобили Hyundai можно будет открывать смартфоном
больше новостей »
Комментарии посетителей

Турбина с изменяемой геометрией

Турбина с изменяемой геометрией

Турбина с изменяемой геометрией избавила дизельный двигатель от пресловутой «турбоямы». Идея, заложенная в конструкцию, настолько проста, что могла бы прийти в голову даже школьнику...

HDI

HDI

Коммерческое название используемое группой PSA Peugeot Citroën для обозначения двигателей, оснащенных прямым впрыском топлива.

Что такое «квадратный» двигатель?

Что такое «квадратный» двигатель?

Часто ли Вам приходилось, изучая характеристики автомобиля, отмечать для себя непонятные, и, соответственно, ненужные на первый взгляд данные? Думаю, да :) Что Вы, например, думаете о таких параметрах двигателя, как «ход поршня» и «диаметр цилиндра»? Наверное, что это размеры для особо одаренных конструкторов, или... это просто размеры. Оказывается, эти параметры могут многое рассказать о двигателе. Очень многое!

Развитие системы ABS: из самолета в автомобиль

Развитие системы ABS: из самолета в автомобиль

ABS считается матерью всех ассистент-систем. В 1978 система впервые появилась как опция в Mercedes S-класса и очень быстро после этого в BMW 7-й серии. С начала 90-х эта система получила уже широкое распространение даже в автомобилях компактного класса, а сегодня в Европе Вам вряд ли удастся найти новый автомобиль без ABS.

Электромоторы в автомобилях: устройство и тенденции развития

Электромоторы в автомобилях: устройство и тенденции развития

Электромобили и гибриды делают нашу жизнь интереснее, а инженеров заставляют разрабатывать новые конструкции и выдвигать новые идеи. Autoexpert.in.ua решил разобраться в конструкциях электромоторов и разузнать последние тенденции в этой сфере.

В чем преимущества дизельного двигателя?

В чем преимущества дизельного двигателя?

Рост цен на горючее, и в особенности на дизельное топливо, давно привлекает всеобщее внимание, и вокруг дизельных технологий не стихают споры. В то же время сторонники "дизеля" приводят ряд аргументов в его пользу.

Октановое будущее: сколько осталось двигателю внутреннего сгорания

Октановое будущее: сколько осталось двигателю внутреннего сгорания

Промышленность инвестирует много денег и инженерных ресурсов в разработку новых альтернативных технологий привода автомобилей, тема двигателя внутреннего сгорания перешла для многих производителей в разряд табу. В такое непростое время новые двигатели Fiat, VW или Mazda доказывают, что прогресс бензинового двигателя не остановился.

Муфта Haldex: история развития

Муфта Haldex: история развития

Названная по имени фирмы производителя муфта Haldex уже свыше 10 лет обеспечивает полный привод от внедорожника до суперкара. Как это было... 

Топливная система Common Rail

Топливная система Common Rail

Современный дизельный двигатель стал очень экономичным, тяговитым и динамичным. Это стало возможным благодаря прямому впрыску с электронным управлением. Некоторые знания о том, как работает эта система, помогут Вам избежать неприятностей с двигателем.

Вас могут заинтересовать мотоспорт, автомобильный спорт на портале спортивные клубы, а также фитнес клубы Киева.
Использование материалов autoexpert.in.ua разрешается при условии ссылки (для интернет-изданий - гиперссылки) на www.autoexpert.in.ua. Материалы, отмеченные знаком "Реклама" публикуются на правах рекламы.
Разработка сайта