Motor diesel tehnologia a avansat prin aparent ani-lumină în ultimele două decenii. Au dispărut zilele cu negru încărcat de sulf, fum spurcat de motorină ieșind din stivele de camioane. Fiarele ploioase și colindante care au umplut drumurile - și ne-au înfundat căile respiratorii - sunt acum doar o amintire.
Deși dizelii au fost întotdeauna foarte eficienți în materie de combustibil, legile stricte privind emisiile și așteptările de performanță ale publicului care cumpără mașini au evoluții forțate care au scos motorul scăzut dintr-o jenă pentru a fi îndurat până la un aer mai curat și o putere economică campioni.
Vechi de știință: injecție indirectă mecanică
Dieselurile de altădată s-au bazat pe o metodă simplă și eficientă - dar totuși deloc eficientă și precisă de distribuție a combustibilului în camerele de ardere ale motorului. Pompa de combustibil și injectoare pe dizelele timpurii au fost complet mecanice și, deși prelucrate cu precizie și construite robust, funcționarea presiunea sistemului de combustibil nu a fost suficient de mare pentru a face un model de pulverizare susținut și bine definit de combustibil.
Și în aceste vechi sisteme mecanice indirecte, pompa trebuia să-și facă dubla funcție. Nu numai că a furnizat presiunea sistemului de combustibil, dar a acționat și ca dispozitiv de sincronizare și livrare. În plus, aceste sisteme elementare s-au bazat pe intrări mecanice simple (nu existau electronice totuși), cum ar fi rotațiile pompei de combustibil pe minut (RPM) și poziția clapetei de accelerație pentru a măsura combustibilul lor livrare.
Ulterior, de multe ori au livrat un combustibil cu un model de pulverizare slab și delimitat, care era fie prea bogat (cel mai adesea), fie prea slab. Acest lucru a dus la o belșugă bogată de fum negru din spumă sau la o putere insuficientă și la un vehicul care se luptă.
Pentru a înrăutăți, combustibilul de joasă presiune a trebuit să fie injectat într-o cameră prealabilă pentru a se asigura corect atomizare din sarcină înainte ca acesta să poată intra în camera principală de ardere pentru a-și face munca. De aici termenul, injecție indirectă.
Și dacă motorul era rece și aerul exterior era rece, lucrurile devin cu adevărat letargice. Cu toate că motoarele aveau mufe strălucitoare pentru a-i ajuta să pornească, ar trebui să dureze câteva minute de funcționare înainte de a fi suficient de înmuiate de căldură pentru a permite rularea lină.
De ce un proces atât de voluminos, în mai multe etape? Și de ce atâtea probleme cu temperaturile reci?
Motivul principal este natura procesului diesel și limitările tehnologiei diesel timpurii. Spre deosebire de motoarele pe benzină, dizelele nu au bujii pentru a-și aprinde amestecul de combustibil. Dieselii depind de căldura generată de compresie intensă de aer din cilindri pentru a aprinde combustibilul atunci când este pulverizat în camera de ardere. Și când sunt reci, au nevoie de asistența dopurilor strălucitoare pentru a consolida procesul de încălzire. În plus, deoarece nu există nicio scânteie pentru a începe combustia, combustibilul trebuie introdus la căldură ca o ceață extrem de fină pentru a se aprinde corect.
The New Way: Injectare directă comună electronică a căilor ferate (CRD)
Dieselele moderne și-au datorat reînceperea în popularitate avansurilor în sistemele de livrare a combustibilului și de gestionare a motoarelor care permit motoarele pentru a returna puterea, performanța și emisiile echivalente cu omologii lor de benzină, producând simultan combustibil superior economie.
Șinele de combustibil de înaltă presiune și injectoarele electronice controlate de computer sunt cele care fac diferența. În sistemul comun de căi ferate, pompa de combustibil încarcă șina de combustibil la o presiune de până la 25.000 psi. Dar spre deosebire de pompele de injecție indirectă, aceasta nu este implicată în descărcarea de combustibil. Sub controlul computerului de bord, această cantitate și presiune de combustibil se acumulează în șină, independent de viteza și sarcina motorului.
Fiecare injector de combustibil este montat direct deasupra pistonului în interiorul chiulasei (nu există nicio cameră prealabilă) și este conectat la șina de combustibil prin linii rigide de oțel care pot rezista la presiune ridicată. Această presiune ridicată permite un orificiu injector foarte fin care atomizează complet combustibilul și împiedică necesitatea unei camere prealabile.
Acționarea injectoarelor se face printr-un teanc de napolitane de cristal piezoelectrice care mișcă acul jet în trepte minuscule care permit pulverizarea combustibilului. Cristalele piezo funcționează extinzându-se rapid atunci când li se aplică o sarcină electrică.
Ca pompă de combustibil, injectoarele sunt, de asemenea, controlate de computerul motorului și pot fi tras în succesiune rapidă de mai multe ori în timpul ciclului de injecție. Cu acest control precis asupra tragerilor injectorului, cantități mai mici și eșalonate de livrare a combustibilului (5 sau mai multe) pot fi cronometrate pe parcursul cursei de putere pentru a promova complet și exact combustie.
În plus față de controlul sincronizării, injecțiile de înaltă presiune de scurtă durată permit un model de pulverizare mai fin și mai precis, care sprijină, de asemenea, o atomizare și o combustie mai bune și mai complete.
Prin aceste evoluții și îmbunătățiri, motorul diesel modern cu injecție directă pe cale ferată este mai liniștit, mai eficient, mai curat și mai puternic decât unitățile de injecție mecanică indirectă pe care le au înlocuit.