Такт впуску: підготовка повітря-паливної суміші
Під час такту впуску поршень рухається вниз, створюючи розрідження в циліндрі, і повітря втягується в циліндр через впускний клапан. Дизельні двигуни зазвичай використовують конструкцію камери згоряння «безпосереднє вприскування» або «вихрову», причому перша впорскує дизельне паливо безпосередньо в циліндр, а друга сприяє змішуванню через завихрення на впуску. Сучасні двигуни також оснащені турбокомпресорами, які використовують вихлопні гази для приводу турбіни, яка стискає всмоктуване повітря, збільшуючи щільність повітря та, таким чином, підвищуючи ефективність згоряння палива.
Такт стиснення: ключова підготовка до перетворення енергії
Після закриття впускного клапана поршень рухається вгору, стискаючи повітря в циліндрі. Дизельні двигуни зазвичай мають ступінь стиснення від 16:1 до 22:1 (порівняно з приблизно 8:1 до 12:1 для бензинових двигунів), а високий тиск підвищує температуру повітря вище 500 градусів, що значно перевищує точку самозаймання дизеля (приблизно 220 градусів). Цей етап пред’являє високі вимоги до матеріалів двигуна та виробничих процесів, вимагаючи високо-блоків двигуна,-температур-поршневих кілець і точних систем охолодження.
Power Stroke: Вивільнення енергії та вихідна потужність
Коли поршень наближається до верхньої мертвої точки, інжектор розпилює дизельне паливо в камеру згоряння у вигляді туману, який автоматично-займається, коли змішується з повітрям високої-температури. Гази високої-температури під високим{4}}тиском, що утворюються під час згоряння, штовхають поршень вниз, приводячи в рух колінчастий вал через шатун, перетворюючи хімічну енергію на механічну. На цьому етапі необхідний точний контроль часу впорскування та кількості, щоб уникнути детонації або неповного згоряння. Сучасні двигуни використовують електронний блок керування (ECU) для контролю обертів двигуна, навантаження та температури в режимі реального часу, динамічно регулюючи параметри впорскування. Наприклад, двигуни China 6 мають відповідати стандартам викидів твердих частинок (PM) і оксидів азоту (NOx) і оснащені системами селективного каталітичного відновлення (SCR) і дизельного сажового фільтра (DPF) для подальшої оптимізації згоряння.
Такт вихлопу: випуск викидів і підготовка до наступного циклу
Після силового такту відкривається випускний клапан, і поршень рухається вгору, щоб викинути вихлопні гази з циліндра. Вихлопні гази містять незгорілі вуглеводні, монооксид вуглецю та оксиди азоту, які потрібно очистити за допомогою три-каталізатора або системи SCR. Сучасні двигуни також використовують технологію рециркуляції вихлопних газів (EGR), щоб перенаправляти частину вихлопних газів назад у систему впуску, знижуючи температуру згоряння та зменшуючи утворення NOx.