Чӣ тавр муҳаррикҳои дизелӣ дар мошинҳои муосир кор мекунанд
Муҳаррикҳои дизелӣ яке аз намудҳои маъмултарини муҳаррикҳои дарунсӯз дар мошинҳои муосир, бахусус мошинҳои тиҷоратӣ, SUV ва баъзе мошинҳои мусофирбар, ки ба самаранокии баланд ва моменти баланд ниёз доранд, боқӣ мемонанд. Бар хилофи муҳаррикҳои бензинӣ, ки ба афрӯхтани шарора такя мекунанд, муҳаррикҳои дизелӣ бо принсипи афрӯхтани фишурда кор мекунанд, ки дар он сӯзишворӣ аз сабаби ҳарорати баланди ҳавои фишурда аланга мегирад. Бо пешрафтҳои технологӣ, муҳаррикҳои дизелии муосир такмилдиҳии зиёдеро аз сар гузаронидаанд, ки онҳоро нисбат ба наслҳои қаблӣ пурқувваттар, каммасрафтар, ҳамвортар ва аз ҷиҳати экологӣ тозатар мегардонанд.
1. Консепсияи асосӣ: Сӯзиш тавассути афрӯхтани фишурда
Принсипи асосии муҳаррики дизелӣ фишурдани ҳаво дар силиндр то фишори хеле баланд аст. Ин фишурдашавӣ боиси баланд шудани ҳарорати ҳаво мегардад. Вақте ки сӯзишвории дизелӣ ба ин ҳавои гарм ҳамчун тумани майда ворид карда мешавад, он бухор мешавад ва бе ёрии шамъи оташгиранда ба таври худкор меафрӯзад. Ин фарқи асосии байни муҳаррики дизелӣ ва муҳаррики бензинӣ аст.
Таносуби фишурдашавии муҳаррики дизелӣ одатан нисбат ба муҳаррики бензинӣ баландтар аст. Муҳаррикҳои дизелии муосир метавонанд таносуби фишурдашавӣ аз 14:1 то 20:1 дошта бошанд (вобаста ба тарҳрезӣ ва талаботи партовҳо/самаранокӣ). Ин таносуби баланди фишурдашавӣ калиди самаранокии гармии муҳаррики дизелӣ мебошад, зеро ҳар қадар таносуби фишурдашавӣ баландтар бошад, ҳамон қадар энергияро аз раванди сӯзиш бештар гирифтан мумкин аст.
2. Давраи кори муҳаррики дизелӣ: чор зарбаи асосӣ
Аксари мошинҳои муосир аз муҳаррики дизелии чортактӣ истифода мебаранд. Сикл аз инҳо иборат аст:
а. Зарбаи воридшавӣ
Поршен аз Маркази болоӣ (TDC) ба Маркази поёнӣ (BDC) ҳаракат мекунад, клапани вуруд кушода мешавад ва ҳавои тоза ба силиндр ворид мешавад. Дар муҳаррики дизелӣ, вуруд асосан ҳаво аст (на омехтаи ҳаво-сӯзишворӣ ба монанди муҳаррики бензинии анъанавӣ). Дар бисёре аз муҳаррикҳои муосир, ҳавои воридшаванда аз ҷониби турбокомпрессор пешакӣ фишурда шудааст, ки миқдори оксигенро зиёд мекунад.
б) Зарбаи фишурда
Клапани вурудӣ пӯшида мешавад, поршен аз BDC ба TDC мегузарад ва ҳаво фишурда мешавад. Дар ин марҳила, ҳарорати ҳаво ба таври назаррас баланд мешавад. Дар охири фишурдашавӣ, системаи сӯзишворӣ бо фишори баланд сӯзишворӣ ворид мекунад.
в. Зарбаи қувват/васеъкунӣ
Сӯзишвории воридшуда бо ҳавои гарм омехта шуда, худ аз худ аланга мегирад. Сӯзиш фишори баландро ба вуҷуд меорад ва поршенро аз TDC ба BDC тела медиҳад. Ин зарбаест, ки қувваи гардиши меҳвари гардишкунандаро ба вуҷуд меорад.
г. Зарбаи ихроҷ
Клапани ихроҷ кушода мешавад, поршен аз BDC ба TDC боло ҳаракат мекунад ва газҳои ихроҷ тавассути сӯрохи ихроҷ ба системаи ихроҷ ва дастгоҳҳои назорати партовҳо хориҷ карда мешаванд.
Ин давра вобаста ба гардиши муҳаррик ҳазорҳо маротиба дар як дақиқа такрор мешавад. Ҳамворӣ ва самаранокии муҳаррик аз вақти дақиқи клапанҳо, миқдор ва вақти тазриқи сӯзишворӣ ва назорати ҳавои воридшаванда ба таври назаррас таъсир мерасонад.
3. Нақши системаҳои муосири сӯзандору: Common Rail ва сӯзандоруи бисёрмарҳилаӣ
Яке аз бузургтарин инқилобҳо дар муҳаррикҳои дизелии муосир истифодаи системаи тазриқи мустақими Common-Rail мебошад. Дар ин система, сӯзишворӣ ба "рейл"-и хеле баланд (найчаи аккумулятор), ки метавонад аз 1.500 то зиёда аз 2.500 бар расад, интиқол дода мешавад ва сипас ба инжекторҳои электронӣ дар ҳар як силиндр интиқол дода мешавад.
Афзалиятҳои роҳи оҳани умумӣ:
– Атомизатсияи дақиқтар, то сӯзиш комилтар бошад.
– Идоракунии хеле дақиқи сӯзандору, ки аз ҷониби ECU (Воҳиди идоракунии муҳаррик) идора карда мешавад.
– Имконияти тазриқи чандкарата: масалан, пеш аз тазриқ, тазриқи асосӣ ва баъд аз тазриқ.
Сӯзиши марҳилавӣ ба кам кардани зарбаи дизелӣ, кам кардани партовҳои зарраҳо ва беҳтар кардани роҳати ронандагӣ мусоидат мекунад. Пеш аз сӯзиш сӯзишро осонтар оғоз мекунад, дар ҳоле ки пас аз сӯзиш метавонад ба барқароршавии филтри зарраҳо (DPF) дар шароити муайян мусоидат кунад.
4. Турбокомпрессор ва интеркулер: Илова кардани ҳаво, баланд бардоштани самаранокӣ
Бисёре аз муҳаррикҳои дизелии муосир барои афзоиши таъминоти ҳаво аз турбокомпрессорҳо истифода мебаранд. Турбокомпрессорҳо энергияи газҳои ихроҷро барои чарх задани турбинаи ба компрессор пайвастшуда истифода мебаранд. Компрессор ҳавои вурудиро фишурда, массаи онро (оксиген) зиёд мекунад. Бо оксигени бештар, муҳаррик метавонад сӯзишвории бештарро самаранок сӯзонад ва моменти момент ва қувватро бе афзоиши назарраси ҳаҷми муҳаррик афзоиш диҳад.
Азбаски ҳавои фишурда гарм мешавад, барои паст кардани ҳарорати ҳаво, афзоиши зичии он ва кам кардани хатари сӯзиши нопурра як интеркулер (хунуккунандаи ҳавои воридшаванда) насб карда мешавад. Якҷоякунии турбо ва интеркулер ҳатто ба муҳаррикҳои хурди дизелӣ имкон медиҳад, ки аз гардишҳои паст моменти баланд истеҳсол кунанд - ин хусусият дар мошинҳои муосир бартарӣ дорад.
5. Шабакаи дурахшон: дар шароити сард ба оғоз кардан кӯмак мекунад
Муҳаррикҳои дизелӣ аз шамъҳои оташгиранда истифода намебаранд, аммо бисёриҳо шамъҳои дурахшонро барои кӯмак ба оғози кор ҳангоми хунук будани муҳаррик истифода мебаранд. Дар ҳарорати паст, баъзан танҳо фишурдан барои баланд бардоштани ҳарорати ҳаво то нуқтаи устувори афрӯхтан нокифоя аст. Шамъҳои дурахшон камераи сӯзиш ё атрофи форсункаҳоро гарм мекунанд ва сӯзиши ибтидоиро осон мекунанд. Дар баъзе муҳаррикҳои муосир, шамъҳои дурахшон низ пас аз ба кор андохтани муҳаррик барои муддати кӯтоҳ кор мекунанд, то сӯзишро устувор созанд ва дудро кам кунанд.
6. Назорати партовҳо: EGR, DOC, DPF ва SCR
Мушкилоти асосии муҳаррикҳои дизелии муосир риояи стандартҳои қатъии партовҳо мебошад. Азбаски сӯзиши дизел дар ҳавои зиёдатӣ ва ҳарорати баланд ба амал меояд, он майл ба ҳосил шудани NOx (оксидҳои нитроген) ва зарраҳои сахт (дуд/PM) дорад. Барои ноил шудан ба ин, воситаҳои нақлиёти муосир аз омезиши технологияҳои зерин истифода мебаранд:
– EGR (Гази ихроҷӣ аз нав гардиш мекунад): қисме аз гази ихроҷро ба вуруд бармегардонад, то ҳарорати сӯзишро паст кунад ва миқдори NOx кам шавад.
– DOC (Катализатори оксидшавии дизелӣ): CO ва HC-ро ба CO₂ ва H₂O оксид мекунад, инчунин ба кам кардани бӯй ва баъзе ҷузъҳои зараровар мусоидат мекунад.
– DPF (Филтри зарраҳои дизелӣ): зарраҳо/дудро филтр мекунад. DPF ба "барқароршавӣ"-и даврӣ (сӯхтани дуди ҷамъшуда) ниёз дорад — ин метавонад тавассути стратегияи тазриқӣ ғайрифаъол ё фаъол бошад.
– SCR (Коҳиши каталитикии интихобӣ): NOx-ро бо пошидани моеъи карбамид (аксар вақт AdBlue номида мешавад) ба гази ихроҷ кам мекунад, ки сипас дар катализатор барои ба вуҷуд овардани нитроген ва буғи об реаксия мекунад.
Ин маҷмӯи системаҳо дизели муосирро хеле тозатар мегардонад, гарчанде ки он мураккабиро зиёд мекунад ва нигоҳдории дурустро талаб мекунад (масалан, сифати хуби дизел ва истифодаи AdBlue дар системаи SCR).
7. Нақши ECU ва сенсорҳо: Муҳаррикҳои дизелӣ "интеллектуалӣ" мешаванд
Дар ҳоле ки муҳаррикҳои дизелии кӯҳна бо механизмҳои оддӣ ҳаммаъно буданд, муҳаррикҳои дизелии муосир ба системаҳои электронӣ такя мекунанд. ECU маълумотро аз сенсорҳои гуногун, ба монанди MAF/MAP (ҷараёни ҳаво/фишор), сенсорҳои ҳарорат, сенсорҳои кранда ва меҳвари тақсимкунанда, сенсорҳои оксиген (дар баъзе системаҳо) ва ҳатто сенсори фишори роҳи сӯзишворӣ коркард мекунад. Бо истифода аз ин маълумот, ECU инҳоро танзим мекунад:
– Вақт ва давомнокии тазриқ
– Фишори сӯзишворӣ дар роҳи оҳани умумӣ
– Кушодани EGR
– Идоракунии турбо (wastegate ё геометрияи тағйирёбандаи турбо/VGT)
– Стратегияи барқарорсозии DPF
Натиҷа сӯзиши устувортар дар шароити гуногун, сарфаи сарфаи сӯзишворӣ ва қувваи оптималӣ бо партовҳои ҳадди ақал мебошад.
8. Хусусиятҳои муҳаррикҳои дизелӣ дар ронандагӣ
Дар истифодаи ҳаррӯза, муҳаррикҳои дизелии муосир бо инҳо маълуманд:
– Моменти гардиши калон дар гардишҳои паст, барои борҳои вазнин ва шитоби ибтидоии қавӣ мувофиқ аст.
– Самаранокии баланд, аз сабаби таносуби баланди фишурдашавӣ ва хусусиятҳои самараноки сӯзишворӣ.
– Устуворӣ, зеро одатан ҷузъҳо барои тоб овардан ба фишори баланди фишурда мустаҳкамтар сохта шудаанд.
– Ба шарофати сӯзандоруи дақиқ, хомӯш кардани муҳаррик ва назорати тадриҷии сӯзишворӣ, нисбат ба дизели кӯҳна ҳамвортар ва оромтар.
Аммо, дизели муосир инчунин сифати хуби сӯзишворӣ, нигоҳдории филтр ва таваҷҷӯҳро ба системаи партовҳо барои нигоҳ доштани кори беҳтарин ва пешгирӣ аз мушкилот ба монанди басташавии DPF ё халалдоршавии EGR талаб мекунад.
Хулоса
Принсипи кори муҳаррикҳои дизелӣ дар мошинҳои муосир реша дар оташгирии фишурда дорад: ҳаво то гарм шуданаш фишурда мешавад, сипас сӯзишворӣ ворид карда мешавад, ки боиси он мегардад, ки он худ аз худ аланга гирад. Он чизе, ки дизелҳои муосирро аз наслҳои қаблӣ фарқ мекунад, пешрафтҳои назаррас дар системаҳои сӯзишвории Common Rail, турбокомпрессор, идоракунии электронии ECU ва дастгоҳҳои назорати партовҳо, ба монанди EGR, DPF ва SCR мебошанд. Ин омезиши технологияҳо ба муҳаррикҳои дизелӣ имкон медиҳад, ки моменти гардиши қавӣ, самаранокии баланди сӯзишворӣ ва партовҳои рӯзафзунро таъмин кунанд ва онҳоро дар шароити талаботи афзояндаи самаранокӣ ва қоидаҳои экологӣ муҳим нигоҳ доранд.
