מנוע דיזל הטכנולוגיה התקדמה על ידי שנראה שנות אור בשני העשורים האחרונים בערך. הם חלפו ימי עשן דיזל שחור ומפויח-גופרית המפוזרים מתוך ערמות המשאיות למחצה. הבהמות הנגנבות והמרושעות שמילאו את הכבישים - וסתימו את דרכי הנשימה שלנו - הם עכשיו רק זיכרון.
אף על פי שדיזל תמיד היה יעיל בדלקים, יש לחוקי פליטות מחמירים ולציפיות לביצועים של ציבור רכישת המכוניות התפתחויות שהכריחו את הסולר השפל מהמבוכה נאלצו לעבור כל הדרך לאוויר נקי יותר ולחממה כלכלית אלופים.
חדשות ישנות: הזרקה מכנית עקיפה
דיזל של נסמך על שיטה פשוטה ויעילה - אך עדיין לא יעילה ומדויקת לחלוטין להפצת דלק לתאי הבעירה של המנוע. משאבת הדלק ו מזרקים על דיזל מוקדם היו מכניים לחלוטין, ולמרות שהם במכונות דיוק ובנויות בצורה מחוספסת, עבדו הלחץ של מערכת הדלק לא היה מספיק גבוה בכדי ליצור דפוס ריסוס מתמשך ומוגדר היטב של דלק.
ובמערכות העקיפות המכניות הוותיקות הללו, המשאבה נאלצה לבצע חובה כפולה. זה לא רק שספק את לחץ מערכת הדלק, אלא גם שימש כמכשיר העיתוי והאספקה. בנוסף, מערכות אלמנטריות אלה הסתמכו על כניסות מכניות פשוטות (לא היו אלקטרוניקה עם זאת) כגון סיבובי משאבות דלק לדקה (RPM) ומצב מצערת למדידת הדלק שלהם משלוח.
לאחר מכן, לעתים קרובות הם העבירו זריקת דלק עם דפוס ריסוס גרוע ומוגדר שלא היה עשיר מדי (לרוב) או רזה מדי. זה הביא לגוש עשיר של עשן שחור מפויח או לא מספיק כוח ורכב נאבק.
כדי להחמיר את המצב, היה צורך להזריק את הדלק בלחץ נמוך לתא הקדם כדי להבטיח שהוא תקין ריסוס מהמטען לפני שהספיק להיכנס לתא הבעירה הראשי כדי לבצע את עבודתו. מכאן המונח הזרקה עקיפה.
ואם המנוע היה קר והאוויר שבחוץ היה קר, הדברים באמת נהפכו לטרגיים. אף על פי שלמנועים היו תקעים זוהרים שיעזרו להם להפעיל, היה לוקח מספר דקות של זמן ריצה לפני שהם ספוגים בחום מספיק כדי לאפשר ריצה חלקה.
מדוע תהליך כה מגושם ורב-שלבי? ולמה כל כך הרבה בעיות עם הטמפרטורות הקרות?
הסיבה העיקרית היא אופי תהליך הדיזל והמגבלות של טכנולוגיית הדיזל המוקדמת. שלא כמו מנועי בנזין, אין למוצרי דיזל מצתים שמציתים את תערובת הדלק שלהם. דיזל תלוי בחום שנוצר על ידי דחיסה אינטנסיבית אוויר בצילינדרים כדי להצית את הדלק כשהוא מרוסס בתא הבעירה. וכשקור להם הם זקוקים לסיוע של תקעים זוהרים כדי לחזק את תהליך החימום. יתר על כן, מכיוון שאין ניצוץ ליזום בעירה, יש להכניס את הדלק לחום כערפל דק במיוחד כדי להצית כראוי.
הדרך החדשה: הזרקה ישירה של רכבת משותפת אלקטרונית (CRD)
דיזל מודרני חייב את חידוש הפופולריות שלהם להתקדמות במערכות אספקת דלק וניהול מנוע המאפשרות למנוע להחזיר כוח, ביצועים ופליטות המקבילים לעמיתיהם בנזין שלהם, ובמקביל לייצר דלק מעולה כלכלה.
זה מעקה הדלק בלחץ גבוה והמזרקים האלקטרוניים מבוקרים על המחשב שעושים את כל ההבדל. במערכת המעקה המשותפת משאבת הדלק נטענת את מעקה הדלק בלחץ של עד 25,000 psi. אך בניגוד למשאבות הזרקה עקיפות, היא אינה מעורבת בפריקת דלק. בשליטת המחשב המשולב, כמות ולחץ דלק זה מצטברים במעקה ללא תלות במהירות המנוע ועומסו.
כל מזרק דלק מותקן ישירות מעל הבוכנה בתוך ראש הצילינדר (אין תא מראש) ומחובר למעקה הדלק באמצעות קווי פלדה קשיחים שיכולים לעמוד בלחץ הגבוה. לחץ גבוה זה מאפשר פתח מזרק עדין מאוד שמאדה לחלוטין את הדלק ומונע את הצורך בתא מקדים.
הפעלת המזרקים מגיעה דרך ערימה של ופלים גבישיים פיזואלקטריים המניעים את מחט הסילון במרווחים זעירים המאפשרים ריסוס דלק. גבישי הפייזו מתפקדים על ידי התרחבות מהירה כאשר מטען חשמלי מוחל עליהם.
כמו משאבת דלק, המזרקים נשלטים גם על ידי מחשב המנוע וניתן לירות ברצף מהיר מספר פעמים במהלך מחזור ההזרקה. עם שליטה מדויקת זו על ירי מזרק, כמויות קטנות ומסועפות של אספקת דלק (5 או יותר) ניתן לתזמן במהלך שבץ הכוח לקידום שלם ומדויק בעירה.
בנוסף לבקרת התזמון, המשך הקצר, זריקות בלחץ גבוה מאפשרים דפוס ריסוס עדין ומדויק יותר התומך גם בהתזה והשרפה טובים יותר ושלמים יותר.
באמצעות פיתוחים ושיפורים אלה, מנוע הדיזל הזרוע הישיר לרכבת המשותפת מודרני שקט יותר, יעיל יותר בדלק, נקי וחזק יותר מיחידות ההזרקה המכניות העקיפות שיש להם הוחלף.