В дизельном же моторе поджиг смеси происходит благодаря самовоспламенению топлива от высокой температуры сжатого воздуха.
Задержка между началом впрыска топлива и его воспламенением определяется свойствами самого дизельного топлива. Чем она больше, тем больше накапливается топлива и более бурно протекает процесс воспламенения топлива. Развитие процесса воспламенения имеет характер взрыва, с быстрым нарастанием давления.
Взрывом является процесс с высокой скоростью распространения фронта в 1000...2500 м/с и резким нарастанием давления у фронта. Он является пагубным для элементов ЦПГ. В дизельном моторе взрывной процесс проявляется в явно слышимой жесткости работы, в бензиновом - в стуках.
Жесткость работы дизеля зависит от скорости нарастания давления в цилиндре. При темпе в 3-4 кг/см2 на 1° поворота коленвала двигатель работает мягко. При 6-8 кг/см2 — жестко, более 10 кг/см2 — очень жестко.
Далее происходит более медленный по нарастанию давления процесс горения дизельного топлива, скорость горения определяется свойствами самого топлива.
Первичное смесеобразование в дизеле должно происходить значительно быстрее, чем в бензиновом моторе, из-за особенностей цикла. При росте оборотов и так достаточно узкий временной промежуток на смесеобразование и горение смеси уменьшается, и при достижении определенных оборотов наблюдается падение отдачи.
Степень сжатия смеси в бензиновых моторах составляет 9-12. Степень сжатия воздуха в дизельных моторах составляет 17-24. Из-за более высокой степени сжатия, высокой скорости нарастания давления вследствие самовоспламенения дизель работает шумнее бензинового мотора.
Что могут сделать конструкторы?
- Стремиться улучшить смесеобразование во всем диапазоне нагрузок и оборотов путем подбора оптимального дозирования топлива и улучшения его распыла, при этом улучшается мощность и экономичность, уменьшаются выбросы;
- Для уменьшения скорости нарастания давления и обеспечения мягкости работы использовать многофазный впрыск с предварительным пилотным впрыском и сжиганием малой (20%) порции топлива, что улучшает условия поджига последующей основной (80%) порции и другие подобные стратегии.
Задачи решаются путем увеличения быстродействия форсунок и улучшения конструкции форсунок, поднятия давления в рампе, гибким выбором стратегии впрыска в зависимости от режима работы мотора.
Это ведет к более сложной и дорогой топливной аппаратуре, не говоря уже про необходимость применения быстродействующих электронных блоков управления. И необходимости применения топлива высокого качества.
