Động cơ diesel có một vị trí rất quan trọng trong lịch sử công nghiệp và chúng thường được thấy trong các lĩnh vực như máy móc kỹ thuật, vận tải hàng hóa lớn, ô tô và tàu thủy.
So với động cơ xăng, động cơ diesel có khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn và chi phí năng lượng (giá dầu) thấp hơn nhưng cũng có nhược điểm là độ ồn cao và khí thải kém. Trong quá trình phát triển động cơ diesel, phương pháp phun nhiên liệu đã trải qua ba thay đổi lớn.
Hệ thống phun động cơ diesel
Những động cơ diesel đời đầu sử dụng xi lanh khí áp suất cao để cung cấp một lượng áp suất nhất định cho hệ thống cung cấp nhiên liệu nhưng hiệu quả phun nhiên liệu rất kém. Phải đến khi xuất hiện máy bơm nhiên liệu cơ học, những bình gas khổng lồ mới trở thành lịch sử.
Hệ thống phun nhiên liệu cơ học được dẫn động bởi trục cam động cơ và sử dụng bơm dầu cao áp để đưa dầu diesel đến buồng đốt của mỗi xi-lanh. Áp suất phun nhiên liệu thay đổi theo tốc độ của động cơ và có những hạn chế đáng kể trong việc kiểm soát các khía cạnh khác nhau như áp suất phun nhiên liệu, lượng phun và thời điểm phun. Chất lượng phun nhiên liệu khó đáp ứng được điều kiện làm việc thực tế của động cơ, cuối cùng dẫn đến hiệu quả phun nhiên liệu diesel kém, khó khởi động nguội, khói đen điên cuồng và các hiện tượng khác. Thế là có hệ thống phun xăng điện tử. Hiện nay, hệ thống phun cơ điện diesel chủ yếu bao gồm máy bơm đơn vị điện tử và hệ thống đường ray chung áp suất cao. Hệ thống nhiên liệu bơm đơn vị chia hệ thống cung cấp nhiên liệu thành hai phần: mạch nhiên liệu áp suất cao và áp suất thấp, nhằm đáp ứng các yêu cầu về điều kiện làm việc khác nhau của động cơ diesel.
Hệ thống đường ray chung áp suất cao là hệ thống có thể tách biệt hoàn toàn việc tạo ra áp suất nhiên liệu khỏi quá trình phun Công nghệ đường ray chung điện áp cao. Hệ thống đường ray chung áp suất cao chủ yếu bao gồm bốn thành phần cốt lõi: kim phun nhiên liệu, bơm cao áp, đường ray nhiên liệu áp suất cao và bộ điều khiển điện tử.
Kim phun nhiên liệu chủ yếu được sử dụng để phun nhiên liệu diesel, được điều khiển bằng van điện từ; Chức năng của bơm cao áp là nén nhiên liệu từ trạng thái áp suất thấp sang trạng thái áp suất cao. Đường ray nhiên liệu áp suất cao chủ yếu được sử dụng để lưu trữ nhiên liệu và cần phải ngăn chặn sự dao động áp suất do nguồn cung cấp bơm cao áp và vòi phun nhiên liệu tạo ra để đảm bảo sự ổn định của áp suất của hệ thống. Hệ thống điều khiển điện tử đưa ra các lệnh điều khiển thông qua việc phân tích các thông số vận hành khác nhau.
Khi hệ thống hoạt động, bơm dầu cao áp sẽ đưa nhiên liệu vào đường ống cấp nhiên liệu chung. Kết hợp dữ liệu từ cảm biến áp suất và bộ điều khiển điện tử, nó đạt được khả năng kiểm soát chính xác áp suất dầu bên trong đường ống cung cấp nhiên liệu chung, thay đổi hoàn toàn khuyết điểm của áp suất cung cấp nhiên liệu thay đổi theo tốc độ động cơ. Hệ thống phun nhiên liệu này có nhiều ưu điểm.
Thứ nhất, nó cải thiện đáng kể khả năng tiết kiệm nhiên liệu của động cơ diesel bằng cách tách biệt hoàn toàn thời điểm phun nhiên liệu và đo lượng phun nhiên liệu. Chiến lược phun nhiên liệu có thể được điều chỉnh linh hoạt tùy theo điều kiện vận hành của động cơ, loại bỏ giới hạn tốc độ động cơ và cho phép động cơ điều chỉnh phun nhiên liệu tốt nhất trong các điều kiện vận hành khác nhau.
Ưu điểm thứ hai là nó có thể đạt được việc phun dầu diesel trước. Nhiều người biết rằng động cơ diesel sử dụng hệ thống đánh lửa cưỡng bức. Khi làm việc, không khí đầu tiên được hút vào, nén và làm nóng, sau đó được bơm vào động cơ diesel. Bằng cách sử dụng điểm đánh lửa thấp hơn của động cơ diesel, nó có thể gây ra sự cháy tự phát của động cơ diesel.
Hệ thống phun nhiên liệu cơ học trước đây dùng để phun nhiên liệu diesel vào xi lanh một lúc gần điểm chết trên của piston, dẫn đến nồng độ hỗn hợp trong xi lanh cao và động cơ hoạt động không ổn định trong thời gian đánh lửa nhanh, gây ra tiếng ồn lớn và rung lắc. . Sau khi hệ thống phun điện tử được đưa vào sử dụng, hoạt động phun trước có thể được bổ sung trước khi phun chính, trong đó một lượng nhỏ dầu diesel được phun vào xi lanh để đốt trước, làm tăng nhiệt độ và áp suất trong xi lanh, sau đó tiến hành phun thứ cấp. , tương tự như công nghệ đốt phân lớp của động cơ xăng.
Ưu điểm của cách làm này là nhiệt độ và áp suất cháy trong xi lanh không còn tăng đột ngột, có thể làm giảm tiếng ồn và độ rung của động cơ, đồng thời còn làm tăng nhiệt độ cháy trong xi lanh, làm giảm đáng kể lượng hydrocarbon trong khí thải, làm cho động cơ diesel động cơ phù hợp hơn với tiêu chuẩn khí thải hiện hành.