Инженер Рудольф Дизель изобрёл дизельный двигатель в 1897 году. За годы, с момента появления дизельного двигателя, он модернизировался и улучшался много раз. Сильные перемены произошли в конструкции системы питания, вследствие этого дизельные двигатели нашли своё применение в легковом автотранспорте многих мировых автоконцернов. Преимуществом таких двигателей была экономичность и применение дешёвого топлива. Но в тоже время существенными недостатками являлись их шумность, задымлённость и сложность эксплуатации при низких температурах. Современные дизели известных марок избавили их владельцев от таких неудобств.
Система питания дизельного двигателя подаёт очищенное топливо в цилиндр, под высоким давлением сжимает его, подаёт в виде тумана в камеру сгорания, где с разогретым до девятисот градусов воздухом смешивает и происходит самовоспламенение. После четвёртого такта через выпускные клапаны происходит выброс в атмосферу сгоревших газов.
Дизельное топливо имеет очень хорошие смазывающие свойства и высокую плотность. Цетановое число есть возможность дизельного топлива к самовоспламенению. Современные виды топлива имеют число с сорок пятого по пятидесятое, но для легкового транспорта приоритетным является последнее.
Существует три вида впрыска дизельного топлива в камеру сгорания: тороидальная, как на двигателях «КамАЗа»; вихревая, как на двигателях фирмы «Перкинс» и дельтавидная, к примеру, двигатель «Д-245».
В зависимости от формы камеры сгорания, есть два варианта смесеобразования. Первый, когда в предкамеру происходит впрыск топлива. Второй – камера сгорания находится в поршне и туда производится впрыск.
Варианты впрыска топлива в камеру сгорания дизеля.
Разделенная (а) и неразделенные (б, в) камеры сгорания:
а — вихревая (фирма «Перкинс»);
б — дельтавидная (двигатель Д-245);
в — тороидальная (двигатель КамАЗ);
1 — вставка вихревой камеры;
2 — головка цилиндров;
3 — форсунка;
А — полость вихревой камеры;
Б — полость в поршне
IDI (In Direct Injection) – дизели с разделённой камерой сгорания.
DI (Direct Injection) – дизели с непосредственным впрыском.
Дизели первой группы имеют меньшую шумность при работе, но двигатели второй группы распространены больше вследствие двадцати процентной экономичности при равных показателях.
Дозированная подача топлива в определённое время – вот основная задача всех дизельных двигателей. В турбодизелях современных легковых автомобилей на впрыск приходится тысячная доля секунды, имея при этом минимальный расход дизельного топлива.
Система питания дизельного двигателя объединяет в себе следующие узлы и агрегаты: бак топливный, топливопроводы, фильтр грубой очистки топлива, фильтр тонкой очистки топлива, насос подкачивающий, топливный насос высокого давления, форсунки, воздушный фильтр, приёмная труба, катализатор, резонатор и глушитель.
Свечи накаливания устанавливаются во впускной коллектор дизельного двигателя для более лёгкого запуска в холодное время года. Они собой представляют электрический нагреватель, подогревающий воздух перед запуском двигателя.
Топливный бак не должен иметь течей. Дизельное топливо то топливопроводу нагнетается подкачивающим насосом к топливным фильтрам. Топливные фильтры отсеивают механические примеси из топлива, отделяют влагу и образовавшийся парафин зимой. У топливного бака также имеется топливопровод низкого давления (обратка), по нему стекает лишнее топливо от форсунок и топливного насоса высокого давления.
Топливный насос высокого давления является сложным устройством в цепи системы питания дизельного двигателя. Рудольф Дизель на своём первом построенном двигателе применил большой компрессор. А в 1927 году Роберт Бош разработал и начал выпуск насоса малого габарита с большой надёжностью. Топливные насосы высокого давления для легковых автомобилей фирма Bosch серийно начала выпускать в 1936 году. Сам насос распределяет топливо на форсунки и создаёт необходимое давление. Топливопроводами высокого давления насос соединён с форсунками.
Форсунки вкручены в камеру сгорания и через распылитель впрыскивают в него топливо. Внутри форсунки есть маленькая игла и сетка с очень мелкой ячейкой, за счёт этого топливо подаётся в мелкодисперсном виде.
Воздушный фильтр установлен в кожух, который в свою очередь стоит перед впускным коллектором и очищает нагнетаемый воздух.
Выпускная система объединяет в себе приёмную трубу, катализатор (для окончательного сжигания несгоревшего топлива), резонатор и глушитель.
