Автор: Олег Сухомлин

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.

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.

Подача воздуха: главное точно отмерить
Следующий 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
Удивительно, 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
Итак, 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
Датчик 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.