Hvad er diesel? Princippet om drift, enhed og tekniske egenskaber for dieselmotoren

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:26

Dieselmotorer er meget almindelige i personbiler. Mange modeller har mindst én mulighed i motorudvalget. Og det er uden hensyntagen til lastbiler, busser og entreprenørmateriel, hvor de bruges over alt. Dernæst overvejer vi, hvad en dieselmotor er, design, funktionsprincip, funktioner.

Definition

Denne enhed er en frem- og tilbagegående forbrændingsmotor, hvis drift er baseret på selvantændelse af forstøvet brændstof fra opvarmning eller kompression.

Designfunktioner

En benzinmotor har de samme strukturelle elementer som en dieselmotor. Ordningen for at fungere som helhed er også ens. Forskellen ligger i processerne til dannelse af luft-brændstofblandingen og dens forbrænding. Derudover er dieselmotorer mere holdbare dele. Dette skyldes omkring det dobbelte kompressionsforhold for benzinmotorer (19-24 versus 9-11).

Klassificering

I henhold til udformningen af forbrændingskammeret er dieselmotorer opdelt i optioner med et separat forbrændingskammer og med direkte indsprøjtning.

I den førsteI dette tilfælde er forbrændingskammeret adskilt fra cylinderen og forbundet med det af en kanal. Ved komprimering bliver luften, der kommer ind i kammeret af hvirveltypen, snoet, hvilket forbedrer blandingsdannelse og selvantændelse, som begynder der og fortsætter i hovedkammeret. Dieselmotorer af denne type var tidligere almindelige i personbiler på grund af det faktum, at de var kendetegnet ved et lavere støjniveau og et stort omdrejningsområde fra de muligheder, der diskuteres nedenfor.

I dieselmotorer med direkte indsprøjtning er forbrændingskammeret placeret i stemplet, og brændstoffet tilføres til overstemplet. Dette design blev oprindeligt brugt på lavhastighedsmotorer med høj volumen. De var kendetegnet ved et højt niveau af støj og vibrationer og lavt brændstofforbrug. Senere, med fremkomsten af elektronisk styrede højtryksbrændstofpumper og optimering af forbrændingsprocessen, opnåede designere stabil drift ved et område på op til 4500 rpm. Derudover øget effektivitet, nedsat støj- og vibrationsniveau. Blandt foranst altningerne til at reducere arbejdets stivhed er en flertrins forinjektion. Takket være dette er motorer af denne type blevet udbredt i de sidste to årtier.

I henhold til driftsprincippet er dieselmotorer opdelt i firetakts- og totaktsmotorer samt benzinmotorer. Deres funktioner diskuteres nedenfor.

Driftsprincip

For at forstå, hvad en dieselmotor er, og hvad der bestemmer dens funktionelle egenskaber, er det nødvendigt at overveje driftsprincippet. Ovenstående klassifikation af stempelforbrændingsmotorer er baseret på antallet af slag, der er inkluderet i driftscyklussen, som er kendetegnet ved størrelsen af krumtapakslens rotationsvinkel.

Derfor omfatter arbejdscyklussen for firetaktsmotorer 4 faser.

• Indtag. Opstår, når krumtapakslen roterer fra 0 til 180°. I dette tilfælde passerer luften ind i cylinderen gennem indløbsventilen åben ved 345-355 °. Samtidig, under krumtapakslens rotation med 10-15°, åbnes udstødningsventilen, som kaldes overlapningen
• Kompression. Stemplet, der bevæger sig op ved 180-360°, komprimerer luften 16-25 gange (kompressionsforhold), og indsugningsventilen lukker ved begyndelsen af slaget (ved 190-210°).
• Arbejdsslag, forlængelse. Opstår ved 360-540°. Ved starten af slaget, indtil stemplet når øverste dødpunkt, sprøjtes brændstof ind i den varme luft og antændes. Dette er en egenskab ved dieselmotorer, der adskiller dem fra benzinmotorer, hvor der sker tænding. De resulterende forbrændingsprodukter skubber stemplet ned. I dette tilfælde er brændstofforbrændingstiden lig med tiden for dets tilførsel af dysen og varer ikke længere end varigheden af arbejdsslaget. Det vil sige, at under arbejdsprocessen er gastrykket konstant, hvilket resulterer i, at dieselmotorer udvikler mere drejningsmoment. Også et vigtigt træk ved sådanne motorer er behovet for at give overskydende luft i cylinderen, da flammen optager en lille del af forbrændingskammeret. Det vil sige, at andelen af luft-brændstofblandingen er forskellig.
• Udgivelse. Ved 540-720° krumtapakselrotation er udstødningsventilen åben, og stemplet bevæger sig op for at fortrænge udstødningsgasserne.

Totaktscyklussen er kendetegnet ved forkortede faser og en enkelt proces med gasudveksling i cylinderen (udrensning), der finder sted mellem slutningen af slaget og starten af kompressionen. Når stemplet bevæger sig ned, fjernes forbrændingsprodukterne gennem udstødningsventilerne eller vinduerne (i cylindervæggen). Senere åbnes indtagsvinduerne for at lukke frisk luft ind. Når stemplet hæver sig, lukkes alle vinduer, og kompressionen begynder. Lige før TDC nås, brændstof indsprøjtes og antændes, udvidelsen begynder.

På grund af vanskeligheden ved at rense hvirvelkammeret er totaktsmotorer kun tilgængelige med direkte indsprøjtning.

Ydeevnen for sådanne motorer er 1,6-1,7 gange højere end ydeevnen for en firetakts dieselmotor. Dens vækst er tilvejebragt ved dobbelt så hyppig implementering af arbejdsslag, men er delvist reduceret på grund af deres mindre størrelse og blæser. På grund af det dobbelte antal slag er totaktscyklussen især relevant, hvis det er umuligt at øge hastigheden.

Hovedproblemet med disse motorer er rensning på grund af dens korte varighed, som ikke kan kompenseres uden at reducere effektiviteten ved at forkorte slaglængden. Derudover er det umuligt at adskille udstødningen og frisk luft, på grund af hvilken del af sidstnævnte fjernes med udstødningsgasserne. Dette problem kan løses ved at levere forhåndsudsugningsvinduer. I dette tilfælde begynder gasserne at blive fjernet før udrensningen, og efter at udløbet er lukket, suppleres cylinderen med frisk luft.

Desuden hvornårved at bruge en cylinder, er der vanskeligheder med synkroniseringen af at åbne/lukke vinduer, derfor er der motorer (PDP), hvor hver cylinder har to stempler, der bevæger sig i samme plan. En af dem styrer indsugningen, den anden styrer udstødningen.

I henhold til implementeringsmekanismen er rensningen opdelt i sp altet (vindue) og ventilsp altet. I det første tilfælde tjener vinduerne som både indløbs- og udløbsåbninger. Den anden mulighed involverer at bruge dem som indsugningsåbninger, og ventilen i topstykket tjener som et udløb.

Norm alt bruges totaktsdieselmotorer på tunge køretøjer som skibe, diesellokomotiver, tanke.

Brændstofsystem

Brændstofudstyret i dieselmotorer er meget mere kompliceret end benzinmotorers. Dette skyldes de høje krav til brændstoftilførslens nøjagtighed med hensyn til tid, mængde og tryk. Brændstofsystemets hovedkomponenter - indsprøjtningspumpe, injektorer, filter.

Computerstyret brændstofforsyningssystem (Common-Rail) er meget brugt. Hun sprøjter det i to skud. Den første af dem er lille, der tjener til at øge temperaturen i forbrændingskammeret (præ-injektion), hvilket reducerer støj og vibrationer. Derudover øger dette system drejningsmomentet ved lave hastigheder med 25 %, reducerer brændstofforbruget med 20 % og sodindholdet i udstødningsgasserne.

Turbolader

Turbiner er meget brugt på dieselmotorer. Dette skyldes det højere (1,5-2) gange trykket af udstødningsgasserne, somdrej turbinen, hvilket undgår turboforsinkelse ved at give boost fra lavere omdrejninger.

Koldstart

Du kan finde mange anmeldelser om, at diesel ikke starter ved lave temperaturer. Vanskeligheden ved at starte sådanne motorer under kolde forhold skyldes det faktum, at dette kræver mere energi. For at lette processen er de udstyret med en forvarmer. Denne enhed er repræsenteret af gløderør placeret i forbrændingskamrene, som, når tændingen tændes, opvarmer luften i dem og arbejder i yderligere 15-25 sekunder efter start for at sikre stabiliteten af den kolde motor. Takket være dette startes dieselmotorer ved temperaturer på -30 … -25 ° С.

Servicefunktioner

For at sikre holdbarhed i driften skal du vide, hvad en dieselmotor er, og hvordan du vedligeholder den. Den relativt lave udbredelse af de pågældende motorer i sammenligning med benzinmotorer forklares blandt andet af mere kompleks vedligeholdelse.

Først og fremmest vedrører dette brændstofsystemet af høj kompleksitet. På grund af dette er dieselmotorer ekstremt følsomme over for indholdet af vand og mekaniske partikler i brændstoffet, og reparationen er dyrere, såvel som motoren som helhed, sammenlignet med benzin på samme niveau.

Hvis der er tale om en turbine, er kravene til kvaliteten af motorolie også høje. Dens ressource er norm alt 150 tusinde km, og omkostningerne er høje.

Under alle omstændigheder bør dieselmotorer udskiftes olie oftere end benzinmotorer (2 gange i henhold til europæiske standarder).

Som det varbemærket, at disse motorer har koldstartsproblemer, når diesel ikke starter ved lave temperaturer. I nogle tilfælde skyldes dette brug af det forkerte brændstof (afhængigt af årstiden bruges forskellige kvaliteter på sådanne motorer, da sommerbrændstof fryser ved lave temperaturer).

Ydeevne

Derudover kan mange mennesker ikke lide sådanne kvaliteter ved dieselmotorer som lavere effekt og driftshastighedsområde, højere støj- og vibrationsniveauer.

En benzinmotor klarer sig norm alt bedre end en lignende dieselmotor med hensyn til ydeevne, inklusive literkapacitet. Motoren af den pågældende type har samtidig en højere og jævn momentkurve. Et højere kompressionsforhold, som giver mere moment, tvinger brugen af stærkere dele. Da de er tungere, reduceres kraften. Derudover påvirker dette massen af motoren og dermed bilen.

Det lille område af driftshastigheder skyldes den længere tænding af brændstoffet, som et resultat af, at det ikke når at brænde ud ved høje hastigheder.

Øget støj- og vibrationsniveau forårsager en kraftig stigning i trykket i cylinderen under tænding.

De vigtigste fordele ved dieselmotorer betragtes som højere trækkraft, effektivitet og miljøvenlighed.

Traktion, det vil sige højt drejningsmoment ved lave hastigheder, forklares ved forbrændingen af brændstof, når det indsprøjtes. Dette giver større lydhørhed og gør det nemmere at bruge strøm effektivt.

Økonomi er drevet af begge delelavt forbrug, og at diesel er billigere. Derudover er det muligt at bruge tunge olier af lav kvalitet, da det på grund af fraværet af strenge krav til flygtighed. Og jo tungere brændstof, desto højere effektivitet har motoren. Endelig kører dieselmotorer på magre blandinger sammenlignet med benzinmotorer og med et højt kompressionsforhold. Sidstnævnte giver mindre varmetab med udstødningsgasser, det vil sige større effektivitet. Alle disse tiltag reducerer brændstofforbruget. Diesel, takket være dette, bruger den 30-40 % mindre.

Dieselmotorers miljøvenlighed forklares ved, at deres udstødningsgasser har et lavere indhold af kulilte. Dette opnås ved at bruge sofistikerede rengøringssystemer, takket være hvilke benzinmotoren nu opfylder de samme miljøstandarder som en dieselmotor. Denne type motor var tidligere betydeligt ringere end benzin i denne henseende.

Application

Som det klart fremgår af, hvad en dieselmotor er, og hvad dens egenskaber er, er sådanne motorer mest velegnede til tilfælde, hvor der er behov for høj trækkraft ved lave omdrejninger. Derfor er de udstyret med næsten alle busser, lastbiler og entreprenørmateriel. Hvad angår private køretøjer, er sådanne parametre blandt dem vigtigst for SUV'er. På grund af den høje effektivitet er bymodeller også udstyret med disse motorer. Derudover er de mere bekvemme at håndtere under sådanne forhold. Dieselprøvekørsler vidner om dette.