Причины отсутствия детонации в дизельных двигателях

Дизельные двигатели работают по принципу самовоспламенения топлива от сжатия. В цилиндр поступает воздух, который при высокой степени сжатия (обычно 15–20:1) сильно нагревается (до 600–800 °C). В конце такта сжатия топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания через форсунки под высоким давлением. Мелко распылённые капли дизельного топлива смешиваются с раскаленным воздухом. Как только концентрация паров топлива и температура воздуха достигают порога воспламенения, смесь самовоспламеняется.

Процесс горения дизельного топлива

Процесс горения дизельного топлива отличается тем, что смесь не является заранее однородной по всему объему цилиндра. Топливо вводится порциями и сразу вступает в реакцию с воздухом.

Существует понятие задержки воспламенения – краткого интервала между началом впрыска и началом горения. За это время топливо успевает частично испариться и смешаться с воздухом. Чем короче задержка, тем меньше топлива испарится до вспышки и тем мягче протекает воспламенение. Высокое цетановое число дизельного топлива означает минимальную задержку воспламенения и, как следствие, более плавное сгорание смеси.

Фазы горения в дизельном двигателе

Горение в дизеле можно условно разделить на две фазы:

1. Предварительное сгорание:

Воспламеняется та часть топлива, которая успела испариться за время задержки. Если паров в этой фазе накопилось много, происходит резкое повышение давления, иногда воспринимаемого владельцами как детонация. К этому может привести и слишком ранний впрыск – следствие неправильной настройки.

2. Диффузионное горение:

Оставшееся топливо сгорает по мере смешения с воздухом. Рост давления при этом более плавный, в отличие от мгновенной вспышки всей смеси. Именно благодаря процессу диффузии и постепенному сгоранию паров топлива в дизеле отсутствует детонация.

Электронное управление впрыском

Главное преимущество современного дизеля – электронное управление впрыском. Форсунки открываются по команде электронного блока управления, и впрыск можно разбивать на несколько фаз в пределах одного цикла сгорания:

• Предвпрыск – небольшой впрыск топлива за несколько градусов до основного создает мягкое начальное горение. Эта порция повышает температуру и давление, подготавливая среду для основного заряда.

• Основной впрыск – происходит в уже горячей среде, поэтому задержка воспламенения минимальна. Топливо загорается практически мгновенно и сгорает более плавно.

• Послевпрыск – обеспечивает полное сгорание оставшегося топлива и снижение выбросов.

Заключение

Мы постарались простыми словами описать сложный процесс. Понимание принципов работы дизеля помогает автолюбителям лучше оценить его особенности.

Зная, что детонация в дизельных моторах практически исключена, можно смелее эксплуатировать автомобиль в тяжёлых режимах — например, буксировать прицеп или преодолевать бездорожье. Главное — следить за исправностью топливной системы и использовать подходящее топливо.