Drugim ważnym punktem jest sposób zasilania paliwem. W silniku benzynowym płynem roboczym jest mieszanina benzyny i powietrza. Mieszanka jest przygotowywana z wyprzedzeniem (w gaźniku) lub bezpośrednio w momencie jego dostarczenia do cylindrów (w układach wtryskowych) - najważniejsze jest to, że paliwo jest dostarczane razem z powietrzem, a stosunkowo jednorodna mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana i spalana.
W silniku wysokoprężnym paliwo i powietrze są dostarczane oddzielnie. Najpierw powietrze jest zasysane do cylindra, następnie sprężane, a dopiero potem wtryskiwane jest paliwo, więc nie ma co mówić o jednorodnej mieszance paliwowo-powietrznej. Wtrysk jest wykonywany na końcu suwu sprężania, paliwo i powietrze tak naprawdę nie mieszają się ze sobą, spalanie zachodzi z przodu strumienia paliwa wtryskiwanego do sprężonego powietrza.
Samozapłonowi paliwa towarzyszy gwałtowny, spazmatyczny wzrost ciśnienia w cylindrze - to wyjaśnia zwykle głośną, trudną pracę silnika wysokoprężnego. W wolnoobrotowych silnikach wysokoprężnych o dużej pojemności skokowej, które są stosowane w samochodach ciężarowych, ta wada jest mniej wyraźna i jest tolerowana. W silnikach wysokoprężnych samochodów osobowych próbują się go pozbyć za pomocą komory wirowej lub komory wstępnej, małego przedziału komory spalania, do którego wtryskiwane jest paliwo. Tam zapala się, częściowo miesza się z powietrzem, po czym płonąca mieszanina rozprzestrzenia się po głównej objętości cylindra. Ta metoda nieco zmniejsza sztywność silnika, ale zmniejsza jego sprawność cieplną i oszczędność paliwa. W celu płynniejszego zapłonu paliwa zastosowano dwustopniowy wtrysk i złożony elektroniczny obwód sterujący.
Cechą charakterystyczną silników Diesla jest obecność cząstek stałych w spalinach. Ze względu na niejednorodność procesu spalania zawsze obserwuje się pewien brak tlenu na powierzchni poszczególnych cząstek paliwa, w wyniku czego zamiast ich utlenienia następuje częściowy rozkład termiczny z powstawaniem produktów stałych - sadzy. Do dobrego spalania oleju napędowego potrzebna jest znaczna, a nawet nadmierna ilość powietrza.
Ponadto stopień sprężania silnika wysokoprężnego jest 2 razy wyższy niż w przypadku silnika benzynowego. Wysokie, nie mniej niż 14 (osiąga 25), stopień sprężania jest niezbędny, aby temperatura powietrza w cylindrze wzrosła do wartości wystarczającej do zapalenia paliwa. Zwykle w silnikach wysokoprężnych stopień sprężania wynosi 21–22 i jest ograniczony jedynie charakterystyką wytrzymałościową silnika.
Urządzenia zasilania paliwem w silnikach Diesla są znacznie bardziej skomplikowane niż w silnikach benzynowych. O ich złożoności decyduje przede wszystkim konieczność wtryskiwania bardzo małych, kilkumiligramowych porcji paliwa do środowiska o wysokim ciśnieniu. Porcje te muszą być bardzo dokładnie odmierzone – to ilość podawanego paliwa steruje pracą silnika Diesla. Wymaga to szybkich i dokładnych dysz. Wysoki stopień sprężania wymaga zastosowania odpowiednich pomp paliwowych - ciśnienie w dyszy wtryskiwacza musi sięgać kilkuset barów. Wszystko to komplikuje i znacznie zwiększa koszt układu zasilania paliwem, a tym samym samego silnika wysokoprężnego.
Paliwo jest pobierane ze zbiornika paliwa przez wysokociśnieniową pompę paliwa, a następnie dostarczane pod wysokim ciśnieniem do wtryskiwaczy paliwa.
Aby zmniejszyć ilość szkodliwych substancji zawartych w spalinach, w pojazdach z silnikami Diesla instalowany jest katalizator utleniający. Zastosowano również układ mieszania spalin ze świeżym powietrzem dostającym się do silnika, w wyniku czego zmniejsza się procentowa zawartość tlenu w powietrzu, który zostanie spalony w cylindrach silnika. W efekcie obniża się temperatura spalania mieszanki paliwowej, co skutkuje zmniejszeniem ilości powstających tlenków azotu.
Istnieją trzy metody wtrysku oleju napędowego do cylindrów silnika: przez komorę wstępną, przez komorę wirową oraz wtrysk bezpośredni.
Kiedy olej napędowy jest wtryskiwany przez komorę wstępną, paliwo jest rozpylane na komorę wstępną i natychmiast się zapala. Ze względu na małą ilość tlenu w komorze wstępnej spala się tylko część paliwa, a reszta paliwa jest wypierana z komory wstępnej do cylindra silnika, gdzie ulega całkowitemu wypaleniu.
W przypadku wtrysku paliwa przez komorę wirową proces spalania paliwa przebiega w taki sam sposób, jak w przypadku wtrysku paliwa przez komorę wstępną. Różnica polega na kształcie i wielkości kanału łączącego komorę wirową z komorą spalania. Wtrysk paliwa do komory wirowej znacznie lepiej miesza paliwo z powietrzem, a proces spalania przebiega płynniej.
Komentarze gości