Ce este un diesel? Principiul de funcționare, aranjament și caracteristicile tehnice ale unui motor diesel

Motoarele diesel sunt foarte frecvente în cazul autoturismelor. Multe modele au cel puțin o opțiune în gama de motoare. Și acest lucru este fără a lua în considerare camioane, autobuze și echipamente de construcție, în cazul în care acestea sunt utilizate peste tot. Mai mult, se consideră ce este un motor diesel, design, principiu de funcționare, caracteristici.

definiție

Această unitate este un motor cu ardere internă cu piston, a cărui funcționare se bazează pe auto-aprinderea combustibilului pulverizat din încălzire sau comprimare.

Caracteristici de design

Motorul pe benzină are aceleași elemente structurale ca motorul diesel. Schema de funcționare în ansamblu este, de asemenea, similară. Diferența constă în procesele de formare a unui amestec combustibil-aer și arderea acestuia. În plus, motoarele diesel sunt părți mai solide. Acest lucru se datorează faptului că este de aproximativ două ori mai mare decât cel al motoarelor pe benzină (19-24 față de 9-11).

clasificare

Conform designului camerei de ardere, motoarele diesel sunt împărțite în variante cu o cameră separată de ardere și o injecție directă.

În primul caz, camera de combustie este separată de cilindru și conectată la acesta printr-un canal. La intrarea în camera de compresie a aerului swirls de tip vortex, care îmbunătățește formarea amestecului și combustia spontană, care începe și continuă acolo în camera principală. Motoarele diesel de acest tip au fost distribuite anterior în autoturisme, datorită faptului că au fost distinse printr-un nivel scăzut de zgomot și un interval de viteză mare de la opțiunile considerate mai jos.

La motoarele diesel cu injecție directă, camera de combustie este în piston, iar combustibilul este alimentat în spațiul de mai sus. Acest design a fost inițial utilizat pe motoarele cu turație redusă de volum mare. Acestea se disting printr-un nivel ridicat de zgomot și vibrații și un consum redus de combustibil. Mai târziu, odată cu apariția lui pompe de injecție de carburant cu control electronic și optimizarea procesului de combustie, proiectanții au obținut o funcționare stabilă la o rază de până la 4500 rpm. În plus, economia a crescut, nivelurile de zgomot și vibrații reduse. Printre măsurile de reducere a rigidității muncii - pre-injectare în mai multe etape. Din acest motiv, motoarele de acest tip au fost răspândite pe scară largă în ultimele două decenii.

Conform principiului de funcționare, motoarele diesel sunt împărțite în motoare în patru timpi și în doi timpi, precum și pe motoare pe benzină. Caracteristicile lor sunt discutate mai jos.

Principiul funcționării

Pentru a înțelege ce este motorul diesel și care sunt caracteristicile sale funcționale, este necesar să se ia în considerare principiul funcționării. Clasificarea de mai sus a motoarelor cu piston cu ardere internă se bazează pe numărul de cicluri care intră în ciclul de lucru, care se disting prin valoarea unghiului de rotație al arborelui cotit.

În consecință, ciclul de lucru al motoarelor în patru timpi include 4 faze.

• Intrarea. Apare când arborele cotit este rotit de la 0 la 180 °. În același timp, aerul curge în cilindru prin supapa de admisie, care este deschisă la 345-355 °. În același timp, în timpul rotirii arborelui cotit la 10-15 °, supapa de evacuare este deschisă, ceea ce se numește suprapunere.
• Compresie. Pistonul se deplasează în sus, la 180-360 °, comprimă aerul la 16-25 de ori (compresie) și supapa de admisie este închisă la începutul ciclului (la 190-210 °).
• Lucru de lucru, expansiune. Apare la 360-540 °. La începutul barei, înainte ca pistonul să ajungă în centrul mortului superior, combustibilul este alimentat cu aer cald și aprins. Aceasta este o caracteristică a motoarelor diesel, distingându-le de benzină, unde există un avans de aprindere. Produsele rezultate din combustie împing pistonul în jos. În acest caz, timpul de combustie al combustibilului este egal cu momentul injecției sale de către injector și nu durează mai mult decât durata cursei de lucru. Adică, în timpul procesului de lucru, presiunea gazelor este constantă, ca urmare a faptului că motoarele diesel dezvoltă un cuplu mai mare. De asemenea, o caracteristică importantă a acestor motoare este necesitatea de a furniza aer în exces în cilindru, deoarece flacăra ocupă o mică parte a camerei de combustie. Adică proporția amestecului de aer-combustibil este diferită.
• Release. La 540-720 ° rotirea arborelui cotit a pistonului robinetului de evacuare deschis, deplasarea în sus, deplasează gazele de eșapament.

Ciclul în doi timpi se caracterizează prin faze scurte și un singur proces de schimbare a gazului în cilindru (suflare) care are loc între sfârșitul cursei de lucru și începutul compresiei. Când pistonul se deplasează în jos, produsele de ardere sunt îndepărtate prin supapele de evacuare sau ferestrele (în peretele cilindrului). Ulterior, se deschid ferestrele de intrare pentru aer proaspăt. Când pistonul se ridică, toate ferestrele sunt închise, iar compresia începe. Cu puțin înainte de a ajunge la TDC, combustibilul este injectat și aprins, începe expansiunea.

Datorită complexității asigurării curățării camerei cu turbionare, motoarele în doi timpi au numai injecție directă.

Performanța acestor motoare este de 1,6-1,7 ori mai mare decât caracteristicile unui motor diesel în patru timpi. Creșterea sa este asigurată de dublul implementării mișcărilor de lucru, dar este parțial redusă datorită dimensiunilor și purjării mai mici. Datorită numărului dublu de curse de lucru, ciclul push-pull este deosebit de relevant în cazul în care viteza nu poate fi mărită.

Principala problemă a acestor motoare este scăderea datorită duratei sale scurte, care nu poate fi compensată fără a reduce eficiența prin scurtarea cursei de lucru. În plus, este imposibilă separarea gazelor de eșapament și a aerului proaspăt, din cauza căreia o parte din acesta din urmă este îndepărtată cu gazele de eșapament. Această problemă poate fi rezolvată prin asigurarea că ferestrele de ieșire sunt depășite. În acest caz, gazele încep să fie îndepărtate înainte de purjare, iar după închiderea eșapamentului, cilindrul este suplimentat cu aer proaspăt.

În afară de utilizarea unui singur cilindru având dificultăți în sincronism cu deschiderea / închiderea ferestrelor, astfel încât există motoare (PDP), în care fiecare cilindru are două pistoane se deplasează într-un singur plan. Unul dintre ele controlează aportul, celălalt - eliberarea.

Prin mecanismul de punere în aplicare, purjarea este împărțită într-un slot (fereastră) și unul cu orificiu cu valvă. În primul caz, ferestrele servesc atât deschideri de intrare cât și ieșiri. A doua opțiune presupune utilizarea lor ca porturi de admisie, iar pentru ieșire este o supapă în capul cilindrului.

De obicei, motoarele diesel în doi timpi sunt folosite pe vehicule grele cum ar fi navele, locomotivele diesel, tancurile.

Sistem de combustibil

Echipamentul combustibil al motoarelor diesel este mult mai complicat decât cel al benzinei. Acest lucru se datorează cerințelor ridicate pentru acuratețea alimentării cu combustibil în timp, cantitate și presiune. Componentele principale ale sistemului de alimentare cu combustibil - pompa de carburant, injectorii, filtrul.

Aplicat pe scară largă sistem de alimentare cu combustibil cu control electronic (Common-Rail). O injectează în două porții. Primul dintre acestea este mic, care contribuie la creșterea temperaturii în camera de combustie (pre-injecție), ceea ce reduce zgomotul și vibrațiile. În plus, acest sistem crește cuplul la 25% până la 25%, reduce consumul de combustibil cu 20% și conținutul de funingine în gazele de eșapament.

supraalimentarii

Motoarele diesel sunt turbine foarte utilizate. Acest lucru se datorează mai mare (1,5-2) ori presiunea gazelor de eșapament care turbina relaxa care evita turboyamy, asigurând supraalimentarea cu viteză mai mică.

Cold Start

Putem găsi multe recenzii la temperaturi scăzute Nu porniți un motor diesel. Dificultatea de a porni motoarele în condiții reci se datorează faptului că acest lucru necesită mai multă energie. Pentru a facilita procesul, ele sunt echipate cu un preîncălzitor. Acest dispozitiv este reprezentat bujiile incandescente aranjate în camerele de ardere, care, atunci când este cuplat contactul aerului preîncălzit în ele și operează încă în 15-25 secunde după lansare pentru a asigura stabilitatea motorului la rece. Datorită acestui fapt, motoarele diesel pornesc la temperaturi de -30 ... 25 ° C.

Caracteristicile serviciului

Pentru a asigura durabilitatea în timpul funcționării, este necesar să știți ce este un motor diesel și cum să îl deserviți. Prezența relativ scăzută a motoarelor în cauză în comparație cu benzina este explicată, printre altele, prin întreținerea mai complexă.

În primul rând, acest lucru este valabil pentru un sistem de combustibil de mare complexitate. Din cauza acestui diesel motoare sunt extrem de sensibile la conținutul de apă din combustibil și particulele mecanice și repararea sale scumpe, ca motor în ansamblu, în comparație cu o benzină de același nivel.

În cazul unei turbine, cerințele privind calitatea uleiului de motor sunt, de asemenea, ridicate. Resursa sa este de obicei 150 mii km, iar costul este ridicat.

În orice caz, la motoarele diesel, uleiul ar trebui schimbat mai des decât cele pe benzină (de 2 ori conform standardelor europene).

Așa cum am notat, aceste motoare au probleme cu pornirea la rece, când la temperaturi scăzute Nu porniți un motor diesel. În unele cazuri, acest lucru este cauzat de utilizarea combustibilului necorespunzător (în funcție de sezon, pe aceste motoare se folosesc grade diferite, deoarece combustibilul de vară îngheață la temperaturi scăzute).

Calități operaționale

În plus, mulți nu-i plac calitatea motoarelor diesel, cum ar fi puterea mai mică și viteza de lucru, un nivel mai ridicat de zgomot și vibrații.

Motorul pe benzină, de fapt, depășește de obicei performanța, inclusiv o capacitate de litru, un motor diesel similar. Motorul de acest tip are o curbă de cuplu mai mare și mai uniformă. Raportul de compresie mărit, care asigură un cuplu mai mare, forțează utilizarea pieselor mai puternice. Deoarece acestea sunt mai grele, puterea este redusă. În plus, aceasta afectează masa motorului și, în consecință, mașina.

O mică gamă de viteze de funcționare se datorează unei aprinderi mai lungi a carburantului, astfel încât la viteze mari nu are timp să se ardă.

Un nivel crescut de zgomot și vibrații determină o creștere bruscă a presiunii în cilindru în timpul aprinderii.

Principalele avantaje ale motoarelor diesel sunt tiguitivitatea, eficiența și prietenia cu mediul.

Rezistența, adică cuplul ridicat la turații reduse, se datorează arderii combustibilului în momentul în care este injectat. Acest lucru oferă o mai mare receptivitate și facilitează utilizarea eficientă a puterii.

Economia se datorează atât consumului scăzut, cât și faptului că motorina este mai ieftină. În plus, este posibil să se utilizeze uleiuri grele de calitate inferioară, deoarece aceasta din cauza absenței unor cerințe stricte de volatilitate. Și combustibilul este mai greu, cu atât este mai mare eficiența motorului. În cele din urmă, diesele lucrează pe amestecuri slabe în comparație cu motoarele pe benzină și la un raport de compresie ridicat. Acesta din urmă oferă pierderi reduse de căldură cu gazele de eșapament, adică o eficiență mai mare. Toate aceste măsuri reduc consumul de combustibil. Diesel, datorită acestui fapt, o cheltuiește cu 30-40% mai puțin.

Atenuarea mediului motoarelor diesel se explică prin faptul că gazele de eșapament conțin mai puțin monoxid de carbon. Acest lucru se realizează prin utilizarea sistemelor sofisticate de curățare, astfel încât acum motorul pe benzină să îndeplinească aceleași standarde de mediu ca și motorina. Motorul de acest tip a fost anterior semnificativ inferior benzinei în acest sens.

cerere

După cum reiese clar din ceea ce este un motor diesel și caracteristicile sale, astfel de motoare sunt cele mai potrivite pentru acele cazuri în care este nevoie de o presiune ridicată la turații reduse. Prin urmare, ele sunt echipate cu aproape toate autobuzele, camioanele și echipamentele de construcție. În ceea ce privește vehiculele private, dintre aceștia, acești parametri sunt cei mai importanți pentru SUV-uri. Datorită rentabilității ridicate a acestor motoare, modelele urbane sunt, de asemenea, echipate. În plus, acestea sunt mai convenabile pentru a gestiona în astfel de condiții. Motoarele de propulsie cu motor diesel dovedesc acest lucru.