Serwis pod patronatem magazynu
W „Motorze” nr 39 z 1988 roku – parę słów (prostym językiem) na temat założeń konstrukcyjnych i działania silnika Diesla, zgodnie ze stanem z końca lat 80. Ogólne zasady, rzecz jasna, się nie zmieniły, ale pewne szczegóły – już tak.
Silnik wysokoprężny zaprezentowany został w 1895 roku przez Rudolfa Diesla. Przez wiele lat wykorzystywany był przede wszystkim jako stacjonarne źródło napędu urządzeń przemysłowych względnie statków.
W 1927 roku Robert Bosch opracował nowy rodzaj pompy wtryskowej umożliwiający uzyskiwanie wyższych obrotów, a tym samym zastosowanie silnika wysokoprężnego w transporcie kołowym, między innymi również do napędu samochodów osobowych.
Z biegiem lat dzięki nowoczesnym metodom obliczeniowym i doskonalszej technologii wytwarzania, silnik wysokoprężny udało się zminiaturyzować. Zmieniona została także konstrukcja pompy wtryskowej.
W latach 80. „diesle” zaczęto wyposażać w turbosprężarki, a ostatnio także w chłodnice powietrza zasysanego do cylindrów. Obydwa te usprawnienia spowodowały znaczny wzrost mocy silników wysokoprężnych. Ewolucję „diesla” w oparciu o uzyskiwane osiągi prezentuje tabela.
Silnik wysokoprężny, choć z wyglądu podobny do iskrowego, różni się od niego w sposób zdecydowany, zwłaszcza systemem zasilania i spalania paliwa., Dlatego też nie od rzeczy będzie chyba przypomnieć zasadę jego działania.
W czasie suwu ssania cylinder napełniony jest filtrowanym powietrzem. W trakcie sprężania (ok. 1:20) na skutek wzrostu ciśnienia do 30-55 atm. uzyskuje ono temperaturę 500-750°C. Tuż przed zwrotem zewnętrznym tłoka następuje wtrysk paliwa pod ciśnieniem ok. 120 atm. i natychmiastowy zapłon; z charakterystycznym głośnym metalicznym dźwiękiem. Energia uzyskana w procesie spalania przesuwa tłok do dołu, a przy powrocie tego elementu do góry spaliny wypychane są z cylindra do układu wydechowego.
Obecnie w większości samochodów osobowych stosowany jest wtrysk pośredni do komory wstępnej, zaś w pojazdach ciężarowych dominuje wtrysk bezpośredni, czyli skierowany do komory spalania wykonanej w tłoku. Ten drugi rodzaj konstrukcji odznacza się głośniejszą pracą, ale za to mniejszym zużyciem paliwa.
Silniki wysokoprężne wyposażone są w bardzo skomplikowaną, precyzyjną aparaturę wtryskową, składającą się z rzędowej lub rotacyjnej pompy oraz wtryskiwaczy.
Coraz większą popularnością cieszą się samochody z silnikami wysokoprężnymi wyposażonymi w turbosprężarkę. Napędzana jest ona spalinami i tłoczy powietrze do cylindrów pod ciśnieniem ok. 1,7 atm. Wtłaczanie większej ilości powietrza umożliwia zwiększenie dawki wtrysku, a co za tym idzie, uzyskanie większej mocy. W najnowszych konstrukcjach powietrze nagrzewane od sprężarki kieruje się do chłodnicy i dopiero po ostudzeniu do ok. 50°C do kolektora ssącego. Dzięki zmniejszeniu temperatury maleje objętość powietrza, co pozwala lepiej napełnić cylindry i osiągnąć dalszy wzrost mocy silnika.
Uzyskanie bardzo wysokiego ciśnienia w silniku wysokoprężnym pociąga za sobą wiele wymagań konstrukcyjnych. Poszczególne jego części muszą być bardziej wytrzymałe niż w jednostkach o zapłonie iskrowym. Potrzebne jest też intensywne chłodzenie oraz olejenie. W wielu silnikach, zwłaszcza tych ze sprężarką, wprowadza się chłodzenie (od spodu) denka tłoka silnym strumieniem oleju, a ponadto chłodnice środka smarnego. Ostrzejsze uwarunkowania konstrukcyjne sprawiają, że „diesel” jest cięższy niż silnik benzynowy, ma większą chłodnicę, rozrusznik oraz akumulator zwiększonej pojemności.
Tekst: Wojciech Sierpowski; „Motor” nr 39/1988
