Što je dizel? Princip rada, uređaj i tehničke karakteristike dizelskog motora

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-19 16:24

Diesel motori su vrlo česti u osobnim automobilima. Mnogi modeli imaju barem jednu opciju u ponudi motora. I to bez uzimanja u obzir kamiona, autobusa i građevinske opreme, gdje se koriste posvuda. Zatim razmatramo što je dizelski motor, dizajn, princip rada, značajke.

Definicija

Ova jedinica je klipni motor s unutarnjim izgaranjem, čiji se rad temelji na samozapaljenju atomiziranog goriva uslijed zagrijavanja ili kompresije.

Obilježja dizajna

Benzinski motor ima iste strukturne elemente kao i dizelski motor. Shema funkcioniranja u cjelini također je slična. Razlika je u procesima stvaranja mješavine zraka i goriva i njenog izgaranja. Osim toga, dizelski motori su izdržljiviji dijelovi. To je zbog otprilike dvostruko većeg omjera kompresije od benzinskih motora (19-24 naspram 9-11).

Klasifikacija

Prema dizajnu komore za izgaranje, dizelski motori se dijele na opcije s zasebnom komorom za izgaranje i s izravnim ubrizgavanjem.

U prvomU ovom slučaju, komora za izgaranje je odvojena od cilindra i povezana s njom kanalom. Kada se komprimira, zrak koji ulazi u komoru vrtložnog tipa se uvija, što poboljšava stvaranje smjese i samozapaljenje, koje tamo počinje i nastavlja se u glavnoj komori. Dizelski motori ove vrste ranije su bili uobičajeni u osobnim automobilima zbog činjenice da su se razlikovali po nižoj razini buke i velikom rasponu okretaja od opcija o kojima se raspravlja u nastavku.

Kod diesel motora s izravnim ubrizgavanjem, komora za izgaranje se nalazi u klipu, a gorivo se dovodi u prostor iznad klipa. Ovaj se dizajn izvorno koristio na motorima velike zapremine male brzine. Odlikovale su ih visoka razina buke i vibracija te niska potrošnja goriva. Kasnije, s pojavom elektronički kontroliranih visokotlačnih pumpi za gorivo i optimizacijom procesa izgaranja, dizajneri su postigli stabilan rad u rasponu do 4500 o/min. Osim toga, povećana učinkovitost, smanjena razina buke i vibracija. Među mjerama za smanjenje krutosti rada je višestupanjsko predubrizgavanje. Zahvaljujući tome, motori ovog tipa postali su široko rasprostranjeni u posljednja dva desetljeća.

Prema principu rada, dizel motori se dijele na četverotaktne i dvotaktne, kao i na benzinske motore. Njihove su značajke opisane u nastavku.

Načelo rada

Da bismo razumjeli što je dizelski motor i što određuje njegove funkcionalne značajke, potrebno je razmotriti princip rada. Gornja klasifikacija klipnih motora s unutarnjim izgaranjem temelji se na broju taktova uključenih u radni ciklus, koji se razlikuju po veličini kuta rotacije radilice.

Stoga, radni ciklus četverotaktnih motora uključuje 4 faze.

• Unos. Pojavljuje se kada se radilica okreće od 0 do 180°. U tom slučaju, zrak prolazi u cilindar kroz ulazni ventil otvoren na 345-355 °. U isto vrijeme, tijekom rotacije radilice za 10-15 °, otvara se ispušni ventil, što se naziva preklapanje.
• Kompresija. Klip koji se kreće gore na 180-360° komprimira zrak 16-25 puta (omjer kompresije) i usisni ventil se zatvara na početku hoda (na 190-210°).
• Radni hod, ekstenzija. Javlja se na 360-540°. Na početku takta, sve dok klip ne dosegne gornju mrtvu točku, gorivo se ubrizgava u vrući zrak i pali. To je značajka dizelskih motora koja ih razlikuje od benzinskih motora, gdje dolazi do napredovanja paljenja. Nastali proizvodi izgaranja guraju klip prema dolje. U ovom slučaju, vrijeme izgaranja goriva jednako je vremenu njegove opskrbe mlaznicom i ne traje dulje od trajanja radnog hoda. Odnosno, tijekom radnog procesa tlak plina je konstantan, zbog čega dizelski motori razvijaju veći zakretni moment. Također važna značajka takvih motora je potreba za osiguravanjem viška zraka u cilindru, budući da plamen zauzima mali dio komore za izgaranje. To jest, udio mješavine zraka i goriva je drugačiji.
• Oslobodite. Pri 540-720° rotacije radilice, ispušni ventil je otvoren i klip se pomiče prema gore kako bi istisnuo ispušne plinove.

Dvotaktni ciklus karakteriziraju skraćene faze i jedan proces izmjene plina u cilindru (pročišćavanje) koji se odvija između kraja takta i početka kompresije. Kada se klip pomakne prema dolje, proizvodi izgaranja se uklanjaju kroz ispušne ventile ili prozore (u stijenci cilindra). Kasnije se otvaraju ulazni prozori kako bi ušao svježi zrak. Kako se klip diže, svi prozori se zatvaraju i počinje kompresija. Neposredno prije nego što se postigne TDC, gorivo se ubrizgava i pali, počinje ekspanzija.

Zbog poteškoća s pročišćavanjem vrtložne komore, dvotaktni motori dostupni su samo s izravnim ubrizgavanjem.

Učinak takvih motora je 1,6-1,7 puta veći od performansi četverotaktnog dizelskog motora. Njegov rast osigurava dvostruko češće izvođenje radnih zaveslaja, ali je djelomično smanjen zbog njihove manje veličine i puhanja. Zbog dvostrukog broja udaraca, dvotaktni ciklus je posebno važan ako je nemoguće povećati brzinu.

Glavni problem kod ovih motora je čišćenje zbog kratkog trajanja, što se ne može nadoknaditi bez smanjenja učinkovitosti skraćivanjem hoda. Osim toga, nemoguće je odvojiti ispušni i svježi zrak, zbog čega se dio potonjeg uklanja s ispušnim plinovima. Ovaj se problem može riješiti postavljanjem unaprijed ispušnih prozora. U tom slučaju, plinovi se počinju uklanjati prije pročišćavanja, a nakon što je izlaz zatvoren, cilindar se nadopunjuje svježim zrakom.

Osim toga, kadakorištenjem jednog cilindra postoje poteškoće sa sinkronizmom otvaranja/zatvaranja prozora, stoga postoje motori (PDP) kod kojih svaki cilindar ima dva klipa koja se kreću u istoj ravnini. Jedan od njih kontrolira usis, drugi kontrolira ispuh.

Prema mehanizmu implementacije, pročišćavanje se dijeli na prorezno (prozorsko) i ventilsko prorezno. U prvom slučaju prozori služe i kao ulazni i izlazni otvori. Druga opcija uključuje njihovu upotrebu kao usisne otvore, a ventil u glavi cilindra služi kao izlaz.

Obično se dvotaktni dizelaši koriste na teškim vozilima poput brodova, dizelskih lokomotiva, tenkova.

Sustav goriva

Oprema za gorivo dizelskih motora mnogo je kompliciranija od one kod benzinskih motora. To je zbog visokih zahtjeva za točnost opskrbe gorivom u smislu vremena, količine i tlaka. Glavne komponente sustava goriva - pumpa za ubrizgavanje, brizgaljke, filter.

Kompjuterski kontrolirani sustav opskrbe gorivom (Common-Rail) se široko koristi. Ona ga prska u dva hica. Prvi od njih je mali, služi za povećanje temperature u komori za izgaranje (predubrizgavanje), što smanjuje buku i vibracije. Osim toga, ovaj sustav povećava okretni moment pri malim brzinama za 25%, smanjuje potrošnju goriva za 20% i sadržaj čađe u ispušnim plinovima.

Turbo punjenje

Turbine se široko koriste na dizelskim motorima. To je zbog većeg (1,5-2) puta tlaka ispušnih plinova, kojivrtite turbinu, koja izbjegava turbo lag pružanjem pojačanja s nižih okretaja.

Hladni početak

Možete pronaći puno recenzija da dizel ne pali na niskim temperaturama. Teškoće pokretanja takvih motora u hladnim uvjetima nastaju zbog činjenice da to zahtijeva više energije. Kako bi se olakšao proces, opremljeni su predgrijačem. Ovaj uređaj predstavljaju žarnice postavljene u komore za izgaranje, koje pri uključivanju paljenja zagrijavaju zrak u njima i rade još 15-25 sekundi nakon pokretanja kako bi osigurale stabilnost hladnog motora. Zahvaljujući tome, dizel motori se pokreću na temperaturama od -30 … -25 ° C.

Značajke usluge

Kako biste osigurali trajnost u radu, morate znati što je dizelski motor i kako ga održavati. Relativno niska zastupljenost razmatranih motora u usporedbi s benzinskim motorima objašnjava se, između ostalog, složenijim održavanjem.

Prije svega, ovo se odnosi na sustav goriva visoke složenosti. Zbog toga su dizelski motori izrazito osjetljivi na sadržaj vode i mehaničkih čestica u gorivu, te je njegov popravak skuplji, kao i motor u cjelini, u odnosu na benzin iste razine.

U slučaju turbine, zahtjevi za kvalitetom motornog ulja također su visoki. Njegov resurs je obično 150 tisuća km, a cijena je visoka.

U svakom slučaju, dizel motore treba mijenjati češće nego benzinske motore (2 puta prema europskim standardima).

Kao što je biloprimijetio je da ovi motori imaju problema s hladnim startom kada dizel ne pali na niskim temperaturama. U nekim slučajevima to je uzrokovano korištenjem pogrešnog goriva (ovisno o godišnjem dobu, na takvim se motorima koriste različiti razredi jer se ljetno gorivo smrzava na niskim temperaturama).

Izvedba

Osim toga, mnogi ljudi ne vole takve kvalitete dizelskih motora kao što su niža snaga i raspon radnih brzina, veća razina buke i vibracija.

Benzinski motor obično nadmašuje sličan dizel motor u pogledu performansi, uključujući kapacitet litara. Motor dotičnog tipa istovremeno ima veću i ravnomjernu krivulju momenta. Veći omjer kompresije, koji osigurava veći zakretni moment, prisiljava upotrebu jačih dijelova. Budući da su teži, snaga je smanjena. Osim toga, to utječe na masu motora, a time i automobila.

Mali raspon radnih brzina nastaje zbog dužeg paljenja goriva, zbog čega ono nema vremena da izgori pri velikim brzinama.

Povećana razina buke i vibracija uzrokuje nagli porast tlaka u cilindru tijekom paljenja.

Glavne prednosti dizelskih motora smatraju se većom vučom, učinkovitosti i ekološkom prihvatljivošću.

Trakcija, odnosno veliki okretni moment pri malim brzinama, objašnjava se izgaranjem goriva prilikom ubrizgavanja. To osigurava veću odzivnost i olakšava učinkovitu upotrebu energije.

Ekonomiju pokreću obojeniska potrošnja, te činjenica da je dizel gorivo jeftinije. Osim toga, moguće je koristiti teška ulja niske kvalitete zbog nepostojanja strogih zahtjeva za hlapljivost. I što je gorivo teže, to je veća učinkovitost motora. Konačno, dizelaši rade na siromašnim smjesama u usporedbi s benzinskim motorima i na visokom omjeru kompresije. Potonji osigurava manji gubitak topline s ispušnim plinovima, odnosno veću učinkovitost. Sve ove mjere smanjuju potrošnju goriva. Dizel ga, zahvaljujući tome, troši 30-40% manje.

Ekološka prihvatljivost dizelskih motora objašnjava se činjenicom da njihovi ispušni plinovi imaju niži udio ugljičnog monoksida. To se postiže korištenjem sofisticiranih sustava za čišćenje, zahvaljujući kojima benzinski motor sada zadovoljava iste ekološke standarde kao i dizelski motor. Ovaj tip motora je ranije bio značajno inferioran u odnosu na benzin u tom pogledu.

Prijava

Kao što je jasno što je dizelski motor i koje su njegove karakteristike, takvi su motori najprikladniji za slučajeve gdje je potrebna velika vuča pri niskim okretajima. Stoga su opremljeni gotovo svim autobusima, kamionima i građevinskom opremom. Što se tiče privatnih vozila, među njima su takvi parametri najvažniji za SUV. Zbog visoke učinkovitosti, ovim motorima su opremljeni i urbani modeli. Osim toga, prikladnije su za upravljanje u takvim uvjetima. Dizelske testne vožnje svjedoče o tome.