Dieselmotor Die Technologie hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten durch Lichtjahre weiterentwickelt. Vorbei sind die Zeiten schwefelhaltigen schwarzen, rußigen Dieselrauchs, der aus den Stapeln von Sattelschleppern strömt. Die schwerfälligen und kampflustigen Tiere, die die Straßen füllten - und unsere Atemwege verstopften - sind nur noch eine Erinnerung.
Obwohl Dieselmotoren seit jeher sehr sparsam im Kraftstoffverbrauch sind, gelten strenge Emissionsgesetze und Leistungserwartungen der Autokäufer Zwangsentwicklungen, die den niedrigen Diesel aus einer Verlegenheit herausgeholt haben, bis hin zu sauberer Luft und wirtschaftlichem Kraftwerk Meister.
Alte Nachrichten: Mechanische indirekte Injektion
Diesel von früher stützten sich auf eine einfache und effektive - aber nicht insgesamt effiziente und genaue Methode zur Verteilung von Kraftstoff auf die Brennräume des Motors. Die Kraftstoffpumpe und Injektoren auf frühen Dieselmotoren waren vollständig mechanisch, und obwohl präzise bearbeitet und robust gebaut, funktionierte das Der Druck des Kraftstoffsystems war nicht hoch genug, um ein anhaltendes und genau definiertes Sprühmuster zu erzielen von Kraftstoff.
Und in diesen alten mechanischen indirekten Systemen musste die Pumpe doppelte Leistung erbringen. Es lieferte nicht nur den Druck des Kraftstoffsystems, sondern fungierte auch als Zeit- und Abgabevorrichtung. Zusätzlich stützten sich diese elementaren Systeme auf einfache mechanische Eingaben (es gab keine Elektronik noch) wie Kraftstoffpumpenumdrehungen pro Minute (U / min) und Drosselklappenstellung, um ihren Kraftstoff zu messen Lieferung.
Anschließend lieferten sie oft einen Schuss Kraftstoff mit einem schlechten und schlecht definierten Sprühmuster, das entweder zu reich (meistens) oder zu mager war. Das führte entweder zu einem reichen Ruß von rußigem schwarzen Rauch oder zu unzureichender Kraft und einem kämpfenden Fahrzeug.
Um die Sache noch schlimmer zu machen, musste der Niederdruckkraftstoff in eine Vorkammer eingespritzt werden, um die ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten Zerstäubung der Ladung, bevor es in die Hauptbrennkammer gelangen konnte, um seine Arbeit zu erledigen. Daher der Begriff indirekte Injektion.
Und wenn der Motor kalt und die Außenluft kalt war, wurde es wirklich träge. Obwohl die Motoren Glühkerzen hatten, die ihnen beim Starten halfen, dauerte es einige Minuten, bis sie ausreichend hitzegetränkt waren, um einen reibungslosen Betrieb zu ermöglichen.
Warum so ein sperriger, mehrstufiger Prozess? Und warum so viel Ärger mit kalten Temperaturen?
Der Hauptgrund ist die Art des Dieselprozesses und die Einschränkungen der frühen Dieseltechnologie. Im Gegensatz zu Benzinmotoren haben Dieselmotoren keine Zündkerzen, um ihr Kraftstoffgemisch zu zünden. Dieselmotoren hängen von der Wärme ab, die von der intensive Kompression Luft in den Zylindern, um den Kraftstoff zu entzünden, wenn er in den Brennraum gesprüht wird. Und wenn es kalt ist, brauchen sie die Hilfe von Glühkerzen, um den Heizprozess zu unterstützen. Da es keinen Funken gibt, der die Verbrennung auslöst, muss der Brennstoff außerdem als extrem feiner Nebel in die Wärme eingeleitet werden, um sich ordnungsgemäß zu entzünden.
Der neue Weg: Elektronische Common-Rail-Direkteinspritzung (CRD)
Moderne Dieselmotoren haben ihre Wiederbelebung der Popularität den Fortschritten bei der Kraftstoffzufuhr und den Motormanagementsystemen zu verdanken, die die Motoren ermöglichen Leistung, Leistung und Emissionen, die denen von Benzin entsprechen, zurückzugeben und gleichzeitig überlegenen Kraftstoff zu produzieren Wirtschaft.
Es sind die Hochdruck-Kraftstoffleitung und die computergesteuerten elektronischen Einspritzdüsen, die den Unterschied ausmachen. Im Common-Rail-System lädt die Kraftstoffpumpe den Kraftstoffverteiler mit einem Druck von bis zu 25.000 psi auf. Im Gegensatz zu indirekten Einspritzpumpen ist es jedoch nicht an der Kraftstoffabgabe beteiligt. Unter der Kontrolle des Bordcomputers sammeln sich diese Kraftstoffmenge und dieser Kraftstoffdruck unabhängig von Motordrehzahl und Last in der Schiene an.
Jeder Kraftstoffinjektor ist direkt über dem Kolben im Zylinderkopf montiert (es gibt keine Vorkammer) und über starre Stahlleitungen, die dem hohen Druck standhalten können, mit dem Kraftstoffverteiler verbunden. Dieser hohe Druck ermöglicht eine sehr feine Injektoröffnung, die den Kraftstoff vollständig zerstäubt und die Notwendigkeit einer Vorkammer ausschließt.
Die Betätigung der Injektoren erfolgt über einen Stapel piezoelektrischer Kristallwafer, die die Strahlnadel in winzigen Schritten bewegen und das Sprühen von Kraftstoff ermöglichen. Piezokristalle dehnen sich schnell aus, wenn sie mit elektrischer Ladung beaufschlagt werden.
Wie BenzinpumpeDie Einspritzdüsen werden ebenfalls vom Motorcomputer gesteuert und können während des Einspritzzyklus mehrmals schnell hintereinander abgefeuert werden. Mit dieser präzisen Steuerung der Injektorzündungen können kleinere, gestaffelte Mengen an Kraftstoff abgegeben werden (5 oder mehr) kann im Verlauf des Krafthubs zeitlich festgelegt werden, um eine vollständige und genaue Förderung zu fördern Verbrennung.
Zusätzlich zur Zeitsteuerung ermöglichen die kurzzeitigen Hochdruckinjektionen ein feineres und genaueres Sprühmuster, das auch eine bessere und vollständigere Zerstäubung und Verbrennung unterstützt.
Durch diese Entwicklungen und Verbesserungen ist der moderne Common-Rail-Dieselmotor mit Direkteinspritzung leiser. sparsamer, sauberer und leistungsstärker als die indirekten mechanischen Einspritzeinheiten ersetzt.