Дополнительные пусковые устройства для дизельных двигателей (вспомогательные детали)

Из-за того, что утечки и потери тепла уменьшают давление и температуру топливо-воздушной смеси в конце такта сжатия, то чем холоднее дизельный двигатель, тем труднее его завести. Эти факты делают необходимым и важным использование вспомогательных пусковых устройств. Предельная температура запуска зависит от типа двигателя. Двигатели с предкамерой и с вихревой камерой оснащаются накальными свечами (свечами предварительного накала) (2) в своих вторых камерах сгорания, которые работают как горячее пятно.

В случае двигателей с непосредственным впрыском (DI) это горячее пятно смещено на периферию камеры сгорания. Большие двигатели DI, устанавливаемые на грузовики, работают либо с предварительным подогревом воздуха во впускном коллекторе (запуск с пламенем), либо со специальным, ранее воспламененным топливом, которое впрыскивается в поступающий воздух. Современные накальные свечи используются практически везде. (1 — форсунка; 3 — вихревая камера).

Накальная свеча с закрытым элементом

Рис. Накальная свеча с закрытым элементом:
1. Контактная шпилька; 2. Круглая гайка; 3. Изолирующая шайба; 4. Уплотнение; 5. Корпус накальной свечи; 6. Резьба для вкручивания; 8. Кольцевой зазор; 9. Коническое седло.

Накальная свеча с закрытым элементом имеет форму трубчатого нагревательного элемента. Она включает в себя не подверженную коррозии накальную трубку (12), внутри которой вставлена нить (7) накала и засыпан порошок окиси магния (10) с целью изоляции и устойчивости к вибрации.

Рис. Зависимость температуры от удельного сопротивления:
1. S-RSK; 2. GSK2; 3. (Ом*мм2)/м; 4. Удельное сопротивление; 5. Температура.

В обычной накальной свече (тип S-RSK) и в более новой ее версии (тип GSK2) эта нить накала имеет нагревательную нить (11) на своем конце. По сравнению с обычной накальной свечой эта более новая версия достигает температуры воспламенения быстрее, а также имеет более низкую рабочую температуру.

Это означает, что даже после запуска двигателя эта накальная свеча может оставаться выключенной до 3 минут, что вносит вклад в понижение концентрации вредных выбросов и уменьшение шумов. Управляющая нить накала с положительным температурным коэффициентом сопротивления (РТС) соединена последовательно с нагревательным элементом. Характеристика с РТС означает, что сопротивление управляющей нити накала возрастает вместе с температурой и ограничивает температуру накальной свечи, которая некритична для материала трубки свечи. Соответствующий подбор управляющей нити накала и нагревательной нити (спирали) обеспечивает достижение пусковой температуры за 3 — Ю сек. Нагревательный элемент (т.е. управляющая нить накала + нагревательная нить) запрессован в корпус накальной свечи так, что он уплотнен от проникновения газов. Электрическое соединение для однотактной версии накальной свечи производится параллельно.

Накальная свеча с воспламенением

Накальная свеча с воспламенением нагревает поступающий воздух путем сжигания топлива. Обычно топливоподкачивающий насос системы впрыска топлива подает топливо к свече с пламенем через соленоидный клапан. Соединение свечи снабжено фильтром и комбинированным устройством, которое обеспечивает прохождение точного количества топлива в соответствии с конкретной моделью двигателя. Топливо затем испаряется в трубке испарителя, окружающей накальную свечу и смешивается с поступающим воздухом. Образующаяся смесь воспламеняется у нагретого до 1000°С элемента у конца свечи с воспламенением.

Блок управления накалом

Для включения нагельных свечей используется блок управления накалом с силовым реле питания и несколькими электронными переключающими блоками. Они управляют продолжительностью накала накальных свечей или имеют защитные или контрольные функции. Используя свои диагностические функции, более совершенные блоки управления накалом способны также определить неисправность отдельных свечей и информировать об этом водителя. Входы управления ECU имеют форму многоконтактных штекеров и для предотвращения спадов напряжения на накальных свечах обеспечивают прохождение тока через резьбовые соединения и гнезда.

Функциональная последовательность

Функции выключателя накальных свечей и стартера на дизельном двигателе подобны функциям выключателя зажигания и стартера, используемого и бензиновом двигателе. Поворот ключа в положение «зажигание включено» начинается процесс предварительного накала и контрольная лампа накальных свечей загорается. Как только она погаснет, то это указывает на то, что накальные свечи нагреты достаточно для запуска и можно включать стартер. В следующей фазе запуска частицы впрыснутого топлива воспламеняются в горячем и сжатом воздухе. Образуемое в результате тепло ведет к началу процесса сгорания. В фазе прогрева, следующей за успешным запуском двигателя, последующий процесс подогрева вносит вклад в устойчивую работу двигателя (без перебоев) и следовательно, практически бездымную работу на холостых оборотах. В то же самое время, когда двигатель холодный, предварительный нагрев уменьшает шум от сгорания. Предохранительное отключение накальных свечей предотвращает разряд аккумуляторной батареи, если двигатель не заводится.

Блок управления предварительным накалом может быть соединен с блоком электронного управления (ECU) системы электронного управления дизельным двигателем (EDC) так, что информация, имеющаяся в блоке управления системы EDC может быть использована для оптимального управления накальными свечами в соответствии с конкретными условиями работы. Это представляет дополнительную возможность уменьшения уровня голубого дыма и шумов.

1. Выключатель накальных свечей и стартера; 2. Стартер; 3. Контрольная лампа накальных свечей; 4. Выключатель нагрузки; 5. Накальные свечи; t . Время предварительного накала; t . Время готовности к запуску; t . Время последующего накала (нагрева). 6. Время t.