Kaj je dizel? Načelo delovanja, naprava in tehnične značilnosti dizelskega motorja

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:25

Dizelski motorji so zelo pogosti v osebnih avtomobilih. Mnogi modeli imajo vsaj eno možnost v ponudbi motorjev. In to brez upoštevanja tovornjakov, avtobusov in gradbene opreme, kjer se uporabljajo povsod. Nato razmislimo, kaj je dizelski motor, dizajn, načelo delovanja, značilnosti.

Definicija

Ta enota je batni motor z notranjim zgorevanjem, katerega delovanje temelji na samovžigu atomiziranega goriva zaradi segrevanja ali kompresije.

oblikovne značilnosti

Bencinski motor ima enake strukturne elemente kot dizelski motor. Podobna je tudi shema delovanja kot celote. Razlika je v procesih nastajanja mešanice zraka in goriva in njenega zgorevanja. Poleg tega so dizelski motorji bolj trpežni deli. To je posledica približno dvakratnega kompresijskega razmerja pri bencinskih motorjih (19-24 v primerjavi z 9-11).

Razvrstitev

Dizelski motorji so glede na zasnovo zgorevalne komore razdeljeni na možnosti z ločeno zgorevalno komoro in z neposrednim vbrizgom.

V prvemV tem primeru je zgorevalna komora ločena od valja in povezana z njo s kanalom. Pri stiskanju se zrak, ki vstopa v komoro vrtinčnega tipa, zasuka, kar izboljša tvorbo mešanice in samovžig, ki se začne tam in nadaljuje v glavni komori. Dizelski motorji te vrste so bili prej pogosti v osebnih avtomobilih zaradi dejstva, da so jih od spodaj obravnavanih možnosti odlikovali nižja raven hrupa in velik razpon vrtljajev.

Pri dizelskih motorjih z neposrednim vbrizgom se zgorevalna komora nahaja v batu, gorivo pa se dovaja v nadbatni prostor. Ta zasnova je bila prvotno uporabljena pri motorjih z veliko prostornino z nizko hitrostjo. Odlikovala jih je visoka raven hrupa in tresljajev ter nizka poraba goriva. Kasneje, s prihodom elektronsko krmiljenih visokotlačnih črpalk za gorivo in optimizacijo procesa zgorevanja, so oblikovalci dosegli stabilno delovanje v območju do 4500 vrt/min. Poleg tega povečana učinkovitost, zmanjšana raven hrupa in vibracij. Med ukrepi za zmanjšanje togosti dela je večstopenjsko predinjiciranje. Zahvaljujoč temu so se motorji te vrste v zadnjih dveh desetletjih razširili.

Dizelski motorji so po principu delovanja razdeljeni na štiritaktne in dvotaktne ter bencinske motorje. Njihove značilnosti so obravnavane spodaj.

Načelo delovanja

Da bi razumeli, kaj je dizelski motor in kaj določa njegove funkcionalne lastnosti, je treba upoštevati načelo delovanja. Zgornja razvrstitev batnih motorjev z notranjim zgorevanjem temelji na številu taktov, vključenih v delovni cikel, ki se razlikujejo po velikosti kota vrtenja ročične gredi.

Zato delovni cikel štiritaktnih motorjev vključuje 4 faze.

• Vnos. Pojavi se, ko se ročična gred vrti od 0 do 180°. V tem primeru zrak prehaja v valj skozi vstopni ventil, odprt pri 345-355 °. Hkrati se med vrtenjem ročične gredi za 10-15 ° odpre izpušni ventil, ki se imenuje prekrivanje.
• Kompresija. Bat, ki se premika navzgor pri 180-360°, stisne zrak 16-25-krat (kompresijsko razmerje) in sesalni ventil se zapre na začetku hoda (pri 190-210°).
• Delovni hod, podaljšek. Pojavi se pri 360-540°. Na začetku takta, dokler bat ne doseže zgornje mrtve točke, se gorivo vbrizga v vroč zrak in vžge. To je značilnost dizelskih motorjev, ki jih razlikujejo od bencinskih motorjev, kjer pride do napredovanja vžiga. Nastali produkti zgorevanja potisnejo bat navzdol. V tem primeru je čas zgorevanja goriva enak času njegovega dovajanja s šobo in ne traja dlje kot trajanje delovnega giba. To pomeni, da je med delovnim procesom tlak plina konstanten, zaradi česar dizelski motorji razvijejo več navora. Pomembna značilnost takšnih motorjev je tudi potreba po zagotavljanju odvečnega zraka v cilindru, saj plamen zaseda majhen del zgorevalne komore. To pomeni, da je delež mešanice zraka in goriva drugačen.
• Sprosti. Pri 540-720° vrtenja ročične gredi je izpušni ventil odprt in bat se premakne navzgor, da izpodrine izpušne pline.

Za dvotaktni cikel so značilne skrajšane faze in en sam proces izmenjave plina v jeklenki (odpihovanje), ki poteka med koncem takta in začetkom kompresije. Ko se bat premakne navzdol, se produkti zgorevanja odstranijo skozi izpušne ventile ali okna (v steni cilindra). Kasneje se dovodna okna odprejo, da se dovaja svež zrak. Ko se bat dvigne, se vsa okna zaprejo in začne se stiskanje. Tik preden je TDC dosežen, se gorivo vbrizga in vžge, prične se ekspanzija.

Zaradi težav pri čiščenju vrtinčne komore so dvotaktni motorji na voljo samo z neposrednim vbrizgom.

Zmogljivost takšnih motorjev je 1,6-1,7-krat večja od zmogljivosti štiritaktnega dizelskega motorja. Njeno rast zagotavlja dvakrat pogostejša izvedba delovnih gibov, delno pa je zmanjšana zaradi njihove manjše velikosti in pihanja. Zaradi dvojnega števila gibov je dvotaktni cikel še posebej pomemben, če hitrosti ni mogoče povečati.

Glavni problem teh motorjev je čiščenje zaradi kratkega trajanja, ki ga ni mogoče nadomestiti brez zmanjšanja učinkovitosti s skrajšanjem giba. Poleg tega je nemogoče ločiti izpušni in svež zrak, zaradi česar se del slednjega odstrani z izpušnimi plini. To težavo je mogoče rešiti z vnaprejšnjimi izpušnimi okni. V tem primeru se plini začnejo odvajati pred odzračevanjem, po zaprtju izhoda pa se jeklenka dopolni s svežim zrakom.

Poleg tega kdajz uporabo enega cilindra so težave s sinhronizacijo odpiranja / zapiranja oken, zato obstajajo motorji (PDP), pri katerih ima vsak valj dva bata, ki se gibljeta v isti ravnini. Eden od njih nadzoruje sesanje, drugi izpuh.

Po mehanizmu izvedbe je čiščenje razdeljeno na režasto (okensko) in ventilsko-režasto. V prvem primeru okna služijo kot dovodne in izstopne odprtine. Druga možnost vključuje njihovo uporabo kot sesalne odprtine, ventil v glavi cilindra pa služi kot izhod.

Običajno se dvotaktni dizelski motorji uporabljajo na težkih vozilih, kot so ladje, dizelske lokomotive, cisterne.

Sistem za gorivo

Oprema za gorivo dizelskih motorjev je veliko bolj zapletena kot pri bencinskih motorjih. To je posledica visokih zahtev za natančnost dobave goriva glede na čas, količino in tlak. Glavne komponente sistema za gorivo - črpalka za vbrizgavanje, injektorji, filter.

Računalniško voden sistem oskrbe z gorivom (Common-Rail) se pogosto uporablja. Škropi jo v dveh strelih. Prvi od njih je majhen, služi za zvišanje temperature v zgorevalni komori (predvbrizgavanje), kar zmanjšuje hrup in vibracije. Poleg tega ta sistem poveča navor pri nizkih hitrostih za 25%, zmanjša porabo goriva za 20% in vsebnost saj v izpušnih plinih.

turbopolnilnik

Turbine se pogosto uporabljajo pri dizelskih motorjih. To je posledica višjega (1,5-2)-kratnega tlaka izpušnih plinov, kizavrti turbino, ki se izogne zamiku turbo z zagotavljanjem povečanja pri nižjih vrtljajih.

Hladen začetek

Najdete lahko veliko ocen, da se dizel ne zažene pri nizkih temperaturah. Težavnost zagona takšnih motorjev v hladnih razmerah je posledica dejstva, da to zahteva več energije. Za lažji postopek so opremljeni s predgrelnikom. To napravo predstavljajo žarilne svečke, nameščene v zgorevalnih komorah, ki ob vklopu vžiga segrejejo zrak v njih in delujejo še 15-25 sekund po zagonu, da zagotovijo stabilnost hladnega motorja. Zahvaljujoč temu se dizelski motorji zaženejo pri temperaturah -30 … -25 ° C.

Storitvene funkcije

Da zagotovite vzdržljivost pri delovanju, morate vedeti, kaj je dizelski motor in kako ga vzdrževati. Relativno nizko razširjenost obravnavanih motorjev v primerjavi z bencinskimi je med drugim razloženo s kompleksnejšim vzdrževanjem.

Najprej gre za sistem za gorivo visoke kompleksnosti. Zaradi tega so dizelski motorji izredno občutljivi na vsebnost vode in mehanskih delcev v gorivu, njihovo popravilo pa je dražje, pa tudi motor kot celota v primerjavi z bencinskim enakim nivojem.

Pri turbini so tudi zahteve glede kakovosti motornega olja visoke. Njegov vir je običajno 150 tisoč km, stroški pa so visoki.

V vsakem primeru je treba v dizelskih motorjih olje menjati pogosteje kot pri bencinskih motorjih (2-krat po evropskih standardih).

Kakor je bilougotovil, da imajo ti motorji težave s hladnim zagonom, ko se dizelsko gorivo ne zažene pri nizkih temperaturah. V nekaterih primerih je to posledica uporabe napačnega goriva (odvisno od sezone se pri takih motorjih uporabljajo različne stopnje, saj poletno gorivo zmrzne pri nizkih temperaturah).

Uspešnost

Poleg tega veliko ljudi ne mara takšnih lastnosti dizelskih motorjev, kot so nižja moč in razpon hitrosti delovanja, višje ravni hrupa in vibracij.

Bencinski motor običajno prekaša podoben dizelski motor glede zmogljivosti, vključno s prostornino litra. Motor zadevnega tipa ima hkrati višjo in enakomerno krivuljo navora. Višje kompresijsko razmerje, ki zagotavlja večji navor, sili v uporabo močnejših delov. Ker so težji, se moč zmanjša. Poleg tega to vpliva na maso motorja in s tem na avtomobil.

Majhen razpon obratovalnih hitrosti je posledica daljšega vžiga goriva, zaradi česar pri visokih hitrostih nima časa izgoreti.

Povišane ravni hrupa in tresljajev povzročijo močno povečanje tlaka v cilindru med vžigom.

Glavne prednosti dizelskih motorjev veljajo za večji oprijem, učinkovitost in prijaznost do okolja.

Trakcija, to je visok navor pri nizkih hitrostih, je razložena z zgorevanjem goriva, ko se vbrizga. To zagotavlja večjo odzivnost in olajša učinkovito uporabo energije.

Gospodarstvo poganjata obanizka poraba in dejstvo, da je dizelsko gorivo cenejše. Poleg tega je mogoče uporabiti nizkokakovostna težka olja, saj zaradi odsotnosti strogih zahtev glede hlapnosti. In težje kot je gorivo, večji je izkoristek motorja. Končno, dizli delujejo na puste mešanice v primerjavi z bencinskimi motorji in pri visokem kompresijskem razmerju. Slednji zagotavlja manj toplotne izgube z izpušnimi plini, torej večjo učinkovitost. Vsi ti ukrepi zmanjšujejo porabo goriva. Dizel ga zaradi tega porabi 30-40% manj.

Prijaznost do okolja dizelskih motorjev je razložena z dejstvom, da imajo njihovi izpušni plini nižjo vsebnost ogljikovega monoksida. To dosežemo z uporabo sofisticiranih čistilnih sistemov, zahvaljujoč katerih zdaj bencinski motor izpolnjuje enake okoljske standarde kot dizelski motor. Ta tip motorja je bil prej v tem pogledu bistveno slabši od bencina.

Prijava

Kot je razvidno iz tega, kaj je dizelski motor in kakšne so njegove lastnosti, so takšni motorji najbolj primerni za primere, ko je potreben visok oprijem pri nizkih vrtljajih. Zato so opremljeni s skoraj vsemi avtobusi, tovornjaki in gradbeno opremo. Kar zadeva osebna vozila, so med njimi takšni parametri najpomembnejši za SUV. Zaradi visoke učinkovitosti so s temi motorji opremljeni tudi urbani modeli. Poleg tega jih je v takšnih razmerah bolj priročno upravljati. Dizelske testne vožnje pričajo o tem.