В отличие от бензинового двигателя, у которого в камеры сгорания попадает готовая воздушно-топливная смесь, у дизельного на такте впуска происходит всасывание только воздуха. После впуска воздуха происходит его сжатие. При этом давление сжатия значительно выше, нежели у бензиновых двигателей. Например, у двигателей TDI впущенный воздух сжимается до 1/20 от всего объема. В результате такого сжатия происходит нагревание воздуха. В тот момент, когда температура сжатого воздух достигает значительных величин, в него впрыскивается дизельное топливо, которое незамедлительно воспламеняется. Дизельному двигателю не нужны свечи зажигания. Момент воспламенения у дизельного двигателя определяет распределительный топливный насос высокого давления, который впрыскивает в нужное время необходимое количество топлива. Ввиду того, что впрыснутое топливо сгорает мгновенно, работа дизельного двигателя сопровождается значительн ым уровнем шума. Одна из возможностей снижения шума и обеспечения мягкого и тихого сгорания заключается в наличии раздельных рабочих камер, как, например, у двигателей TD. В этом случае основное сжигание горячей смеси происходит в так называемой вихревой камере, которая соединена с камерой сгорания. В камере сгорания происходит процесс окончательного сгорания смеси (см. иллюстрацию 1.0).
1.0 Вихревая камера двигателя TD. Справа вихревая камера под увеличением. Стрелками показано вихревое движение воздуха в камере, который таким образом смешивается с впрыснутым топливом.
1 — форсунка
2 — свеча накаливания
3 — вихревая камера
4 — отсечной канал
5 — поршень
У двигателей TDI впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру основного сгорания, а именно в желоб сгорания в поршне. Для того, чтобы обеспечить хорошее сгорание смеси, воздух необходимо предварительно завихрить. По этой причине воздух по пути в камеру сгорания завихряется в спиралеобразных впускных каналах (см. иллюстрации 1.0а).
Высокопроизводительный распределительный ТНВД вырабатывает давление впрыска до 900 бар. Это позволяет добиться короткого времени впрыска. Высокое давление обеспечивает также высокую степень распыления дизельного топлива. Этому способствует и новая конструкция топливных форсунок, которые имеют по пять отверстий с диаметром 0,21 мм.
Преимуществом прямого впрыска является меньший расход топлива. Недостаток этого способа — повышенная шум-ность двигателя. Для устранения этого недостатка предварительное впрыскивание у многоструйных распылителей осуществляется с помощью форсунки с двухпружинным клапаном (см. иллюстрацию 1.0б).
Данная форсунка выполняет впрыск топлива в два приема. При осуществлении первого хода (подъема) клапана происходит предварительный впрыск незначительного количества топлива. Это топливо обеспечивает улучшенные условия для воспламенения основного количества, которое впрыскивается в ходе второго подъема клапана.
Клапан форсунки удерживается двумя пружинами, действующих таким образом, что при выполнении предварительного впрыска топлива преодолевается сопротивление только одной пружины и форсунка открывается на 0,06 мм. По завершении предварительного впрыска в форсунке создаётся более высокое давление, вызванное необходимостью впрыска большего объема топлива. В результате повышенного давления преодолевается сопротивление второй пружины и клапан выполняет второй подъем.
