Bensiini- ja dieselpolttomoottorien laite. Diesel moottori. Dieselin käyttölämpötila

Harkitse luomisen historiaa, dieselmoottorin toimintaperiaatetta, yritämme ymmärtää sen suosion syitä, sen suunnitteluominaisuuksia, edut, haitat ja laajuus.

Rudolph Diesel kokosi ideansa vuonna 1897. Se oli sileä, erittäin yksinkertainen, helppokäyttöinen mekanismi.

Keksinnön tekninen dokumentaatio mahtui 13 sivulle - Rudolf Diesel piirsi ja kuvasi niille moottorin, joka sitten nimettiin hänen mukaansa.

Näin alkoi tarina, jonka seurauksena meillä on nyt miljoonia kuorma-autoja, matkustajavaunut matkapuhelimia ja dieselmoottoreilla varustetut alukset.

Dieselmoottorin toimintaperiaate

Ja silti, mikä on dieselmoottorin periaate? Dieselmoottorin toimintaperiaate koostuu polttoaineen puristussytytyksestä polttokammiossa, kun se sekoitetaan lämmitettyyn ilmaseokseen.

Seos syötetään erikseen - ensin ruiskutetaan ilmaa, sitten mäntä puristaa sen ja yläkuolopisteessä ruiskutetaan polttoainetta suuttimen kautta

Puristusprosessissa ilma lämpenee 800 ° C: een, polttoainetta syötetään jopa 30 MPa: n paineella, itsesyttyminen tapahtuu.

Tähän prosessiin liittyy tärinää ja melua. Eli dieselmoottori on meluisampi kuin bensiinimoottori.

Dieselmoottorin toimintaperiaate sallii moottoreiden olla sekä kaksi- että nelitahtisia, mutta suurin osa autoista on kuitenkin varustettu nelitahtisilla moottoreilla.

Kaksitahtisessa dieselmoottorissa, verrattuna nelitahtimoottoriin, erilaisen toimintaperiaatteen vuoksi kahden tahdin, imu- ja pakokaasun yhdistelmä (purge).

Kaksitahtiversio on noin puolitoista kertaa tehokkaampi kuin saman äänenvoimakkuuden nelitahtiversio.

Dieselmoottorin suunnittelu

Dieselmoottori on melkein sama kuin bensiinimoottori - siinä ei vain ole sytytysjärjestelmää, ja dieselmoottorin toimintaperiaate on sytytys polttoaineseosta ei sytytystulpasta, vaan korkealla paineella lämmitetystä ilmasta.

Totta, korkea paine (jopa 30 atm.) Polttokammiossa merkitsee lisääntyneitä vaatimuksia osille.

Polttokammioiden suunnittelun mukaan dieselit jaetaan kolmeen tyyppiin:

• Split vortex polttokammio;
• Jakamaton polttokammio;
• Jaettu esihuone.

Tällaisessa laitteessa polttoaineseosta ei syötetä pää-, vaan lisäpyörrekammioon.

Se sijaitsee sylinterin kannessa ja on yhdistetty sylinteriin erityisen kanavan kautta. Sytytys tapahtuu pyörrekammiossa ja etenee pääkammioon.

Jakamaton palotila

Tällä rakenteella kammio sijaitsee männässä ja polttoaineseos tulee männän yläpuolella olevaan onteloon.

Tämä kammion versio vähentää polttoaineen kulutusta, mutta lisää melutasoa moottorin käytön aikana.

Jaettu esihuone

Dieselmoottori on varustettu plug-in-esikammiolla, se on yhdistetty sylinteriin pieniosaisilla kanavilla.

Kanavien koko ja muoto vaikuttavat kaasun liikkeen nopeuteen polttoaineen palamisen aikana, mikä vähentää melutasoa ja myrkyllisyyttä ja lisää resurssia.

Kaikilla dieselmoottoreilla on erityinen polttoainejärjestelmä... Järjestelmä antaa korkeassa paineessa oikean määrän polttoaineseosta sylintereihin. Harkitsemme sen elementtejä.

Polttoainejärjestelmän pääelementit

• pumppu korkeapaine polttoaineen syöttöä varten ();
• polttoaineensuodatin;

Ruiskutuspumppu

Pumppu syöttää polttoainetta suuttimiin nopeudesta, ohjausvivun asennosta ja turbopaineesta riippuvan määrän.

Nykyaikaisissa dieselmoottoreissa käytetään kahta polttoainepumppujärjestelmää - in-line (mäntä) tai jakelu. Pumpun tiedot.

Useita muita pumppuja käytetään moderni järjestelmä injektio, niitä kutsutaan rungoksi.

Common Rail -järjestelmässä ruiskutuspumppu pumppaa polttoainetta kiskoon, jossa paine säilyy kaikissa kanavissa suuttimiin asti.

Erikoissuuttimet ovat elektronisesti ohjattuja ja avautuvat oikeaan aikaan ruiskuttamaan polttoainetta palotilaan. Voit lukea tästä järjestelmästä.

Polttoaineensuodatin

Suodatin on asetettu moottorin mallin mukaan. Sen tehtävänä on erottaa ja poistaa vesi dieselpolttoaineesta ja ylimääräinen ilma järjestelmästä.

Suuttimet

Polttoaineseoksen syöttämiseksi polttokammioihin käytetään kahden tyyppisiä suuttimia - monireikäisillä ja fontin jakajilla.

Suutinjakaja määrittää tehokkaamman sytytysprosessin edellyttämän liekin muodon.

Esilämmitys

Dieselmoottorin kylmäkäynnistykseen käytetään esilämmitys... Se saadaan polttokammioon asennetuista hehkutulpista.

Käynnistyksen yhteydessä hehkutulpat kuumennetaan 900 ° C: een, lämmittäen kammioon tulevaa ilmaseosta.

Lämmitysjärjestelmä mahdollistaa turvallisen käynnistyksen myös alhaisissa lämpötiloissa.

Turboahdin

Dieselmoottorien turboahtaminen lisää tehoa ja hyötysuhdetta.

Ilmansyötön lisääntyessä sylintereissä saavutetaan kohonnut paine, vastaavasti seoksen palaminen paranee, mikä lisää moottorin tehoa.

Saada haltuunsa optimaalinen paine ahtoamalla kaikissa toimintatiloissa käytetään turboahdinta (turbiinia).

Dieselin edut ja haitat

Edut

Dieselmoottorin tärkein etu on sen suuri vääntömomentti.... Se pystyy kehittämään suurta tehoa matalat kierrokset, siirtää helposti ylikuormitukset, äkilliset jarrutukset ja käynnistykset.

Toinen plus on tehokkuus... Litra dieselpolttoainetta maksaa hieman vähemmän kuin litra korkealaktaanista bensiiniä, vaikka polttoainemyyjät rinnastavat sen häpeämättä kalleimpaan bensiiniin.

Dieselmoottorin hyötysuhde keskinopeuksilla saavuttaa 45 prosenttia ja turboahtimella 50 prosenttia, bensiinimoottorille tällaiset luvut eivät ole todellisia. Lisäksi diesel kuluttaa vähemmän polttoainetta.

Kolmas plus on ympäristöystävällisyys... Dieselmoottorin pakokaasujen myrkyllisyys on pienempi.

Seuraava etu on kestävyys ja luotettavuus., koska dieselpolttoaine on samanaikaisesti voiteluaine, joka suojaa moottorin osia kulumiselta.

Vikoja

Puutteista yksi merkittävimmistä on heikko pakkaskestävyys. Kesäinen polttoaine paksunee miinus 5 ° С:ssa, talvella - miinus 35 ° С.

Dieselmoottorin ja bensiinimoottorin korjaus on kustannuksiltaan suunnilleen vastaava, jos ruiskutuspumppu ei vioittele. Tässä tapauksessa omistaja saa vakavaa rahaa. Ja se hajoaa huonolaatuisesta kotimaisesta dieselpolttoaineesta. Toisaalta hyvä tuontipolttoaine on hieman eri hinta.

Dieselmoottori on hyvä alhaisilla ja keskinopeuksilla... Halu puristaa siitä maksiminopeus irti tuo yksiköiden ja osien nopean kulumisen.

Ja dieselversiossa oleva auto voi maksaa kolmanneksen kalliimmaksi kuin bensiinianalogi.

Turbodieselillä on huonot puolensa - turboahtimen resurssit ovat pienemmät kuin itse moottorin resurssit. Yleensä se on enintään 150 000 kilometriä... Lisäksi turbiinilla on korkeammat laatuvaatimukset. moottoriöljy.

No, dieselmoottorin pakokaasun hajun kustannuksella. Ehkä joillekin se ei ole kriittinen, mutta siinä on hajua, ja samalla se on melko epämiellyttävää.

Käyttöalueet

Dieselmoottorit käyttävät tällä hetkellä:

• raskaissa kuorma-autoissa;
• kiinteissä voimalaitoksissa;
• autoihin ja kuorma-autoihin;
• dieselvetureissa ja laivoissa;
• maatalous-, erikois- ja rakennuskoneissa.

No, olet oppinut, mikä dieselmoottori on, kuinka monta suurta plussaa ja pieniä miinuksia siinä on.

Nyt kun tiedät kuinka dieselmoottori toimii, ihmettelet mitä seuraava auto osta: .

Käy vain sivustolla!

Ensinnäkin dieselmoottorin hyötysuhde on paljon korkeampi kuin bensiinimoottorin. Yksinkertaisesti sanottuna tämä moottori kuluttaa paljon vähemmän polttoainetta. Suunnittelijat onnistuivat saavuttamaan samanlaisen tuloksen luomalla ainutlaatuisen muotoilun.

Tärkeä! Dieselmoottorin toimintaperiaate on hyvin erilainen kuin bensiinimoottorin.

Nykyaikaisissa bensiinimoottoreissa on varmasti monia ja erilaisia ​​teknologisia innovaatioita. Riittää, kun muistat suoran ruiskutuksen. Tästä huolimatta bensiinimoottorin hyötysuhde on noin 30 prosenttia. Dieselmoottorilla sama parametri saavuttaa 40. Jos muistamme turboahtimen, luku voi olla 50%.

Ei ole yllättävää, että dieselmoottorit valtaavat vähitellen Euroopan. Kallis bensiini kannustaa ostajia ostamaan lisää taloudellisia autoja... Valmistajat seuraavat kuluttajien mieltymysten muutoksia reaaliajassa ja tekevät tarvittavia muutoksia tuotantoprosessiin.

Valitettavasti dieselmoottorin suunnittelussa ei ole haittoja. Yksi tärkeimmistä on raskas paino. Tietysti insinöörit ovat päässeet pitkälle vähentäessään asteittain moottorin painoa, mutta kaikella on rajansa.

Tosiasia on, että dieselmoottorin suunnittelussa kaikki osat on asennettava toisiinsa mahdollisimman tarkasti. Jos bensiinikollegoissa sallitaan pienen takaiskun mahdollisuus, niin täällä kaikki on erilaista. Tämän seurauksena tekniikan käyttöönoton alussa dieselyksiköt asennettiin vain isot autot... Riittää, kun muistetaan samat kuorma-autot viime vuosisadan alusta.

Luomisen historia

On vaikea kuvitella, mutta ensimmäisen toimivan dieselmoottorin suunnitteli insinööri Rudolf Diesel jo 1800-luvulla. Sitten polttoaineena käytettiin tavallista kerosiinia.

Tekniikan kehittyessä tutkijat alkoivat kokeilla. Tuloksena oli, millaisia ​​polttoaineita on käytetty parhaan tuloksen saavuttamiseksi. Esimerkiksi moottoreissa käytettiin jonkin aikaa rypsiöljyä ja jopa raakaöljyä. Tällainen lähestymistapa ei tietenkään voinut tuottaa todella vakavia saavutuksia.

Pitkäaikainen tutkimus johti tutkijat ajatukseen polttoöljyn ja dieselpolttoaineen käytöstä. Niiden alhaiset kustannukset ja hyvä syttyvyys ovat mahdollistaneet vakavan kilpailun bensiinin kanssa.

Huomio! Polttoöljy ja dieselpolttoaine valmistetaan ilman monimutkaisia ​​teknologisia prosesseja. Tämä takaa heidän alhaiset hinnat. Itse asiassa ne ovat öljynjalostuksen sivutuote.

Dieselmoottoreiden polttoaineen ruiskutusjärjestelmät olivat aluksi erittäin epätäydellisiä. Tämä ei sallinut yksiköiden käyttöä koneissa, jotka toimivat korkeat kierrokset.

Ensimmäiset esimerkit dieselmoottoreilla varustetuista autoista ilmestyivät viime vuosisadan 20-luvulla. Se oli lasti ja julkinen liikenne... Ennen tätä tämän luokan moottoreita käytettiin vain kiinteissä koneissa tai laivoissa.

Vasta 15 vuotta myöhemmin ilmestyivät ensimmäiset dieselmoottorilla toimivat koneet. Tästä huolimatta dieselmoottori, joka oli tehokas ja immuuni räjähdysherkkyydelle, ei ollut kovin pitkään yleistynyt autoteollisuudessa. Tosiasia on, että yksiköllä oli merkittäviä etuja koko rivi haittoja, kuten lisääntynyt toimintamelu ja raskas paino.

Vasta 70-luvulla, kun öljyn hinta alkoi nousta, kaikki muuttui dramaattisesti. Sekä autonvalmistajat että kuluttajat ovat kääntäneet katseensa autoihin dieselkäyttöisissä laitteissaan. Silloin kompaktit dieselit ilmestyivät ensimmäisen kerran.

Diesel moottori

Dieselmoottori laite

Dieselmoottorin suunnittelu koostuu neljästä pääelementistä:

• sylinterit,
• männät,
• polttoainesuutin,
• tulo- ja poistoventtiili.

Jokainen rakenneelementti täyttää tehtävänsä ja sillä on omansa suunnitteluominaisuuksia... Kehitysprosessissa tätä tekniikkaa on täydennetty monilla yksityiskohdilla, jotka ovat mahdollistaneet paljon korkeamman tuottavuuden saavuttamisen, tässä ovat tärkeimmät:

• polttoaineen poltin,
• välijäähdytin.

Jokainen näistä osista on parantanut merkittävästi dieselmoottorin hyötysuhdetta.

Toimintaperiaate

Dieselmoottori toimii puristamalla. Tämän prosessin kautta paineenalaista nestettä tulee polttokammioon. Virtauselementit ovat injektorisuuttimia.

Tärkeä! Polttoaine pääsee sisään vain, kun ilmalla on vaadittu puristusvoima ja korkea lämpötila.

Ilman on oltava tarpeeksi kuumaa, jotta polttoaine syttyy... Ennen kuin neste pääsee sisään, se kulkee suodattimien läpi, jotka vangitsevat vieraita hiukkasia, jotka voivat vahingoittaa järjestelmää.

Ymmärtääksesi dieselmoottorin toimintaperiaatteen, sinun on harkittava koko polttoaineen syöttö- ja sytytysprosessia alusta loppuun. Aluksi ilmaa syötetään imuventtiilin kautta. Tässä tapauksessa mäntä liikkuu alaspäin.

Jonkin verran imujärjestelmät lisäksi varustettu vaimentimilla. Niiden ansiosta rakenteeseen luodaan kaksi kanavaa, joiden kautta ilma pääsee sisään. Tuloksena Tämä prosessi siellä on ilmamassojen pyörre.

Huomio! Imuaukot voidaan avata vain suurilla moottorin kierrosnopeuksilla.

Kun mäntä saavuttaa yläosan, ilmaa puristetaan 20 kertaa. Lopullinen paine on noin 40 kiloa neliösenttimetriä kohden. Tässä tapauksessa lämpötila saavuttaa 500 astetta.

Injektori ruiskuttaa polttoainetta kammioon tiukasti määritellyn määrän. Syttyminen johtuu yksinomaan korkea lämpötila... Tämä tosiasia selittää sen tosiasian, että dieselmoottorin laitteessa ei ole kynttilöitä. Lisäksi sytytysjärjestelmä puuttuu sellaisenaan.

Suunnittelun puute kaasua mahdollistaa suuren vääntömomentin kehittämisen. Mutta kierrosten määrä on jatkuvasti alhaisella tasolla. Yhdessä syklissä voidaan suorittaa useita nesteruiskutuksia.

Alaspäin mäntä työntää laajenevien kaasujen painetta. Tämän prosessin seurauksena kampiakseli kääntyy. Yhdyslenkki tässä mikroprosessissa on kiertotanko.

Saavutettuaan pohjapisteen mäntä nousee jälleen ylös työntäen siten jo pakokaasut ulos. Ne tulevat ulos poistoventtiilin kautta. Tämä käyttöjakso toistetaan yhä uudelleen dieselmoottorissa.

Pakokaasujärjestelmän kautta poistuvien kaasujen noen prosenttiosuuden vähentämiseksi on erityinen suodatin. Se voi vähentää merkittävästi ympäristölle aiheutuvaa vahinkoa.

Lisäsolmut

Kuinka turbiini toimii

Dieselmoottorin turbiini voi parantaa huomattavasti järjestelmän yleistä suorituskykyä. Autoinsinöörit eivät kuitenkaan tulleet tähän päätökseen heti.

Sysäys turbiinin luomiseen ja sen käyttöönottoon yleinen järjestely dieselmoottori se oli polttoaine ei ehdi palaa kokonaan loppuun, kun mäntä siirtyy kuolleeseen kohtaan.

Dieselmoottorin turbiinin toimintaperiaate on, että tämä rakenneelementti mahdollistaa polttoaineen täydellisen palamisen. Tämän seurauksena moottorin teho kasvaa merkittävästi.

Turboahdin koostuu seuraavista osista:

• Kaksi koteloa - yksi on kiinnitetty turbiiniin, toinen kompressoriin.
• Laakerit tukevat kokoonpanoa.
• Suojaustoiminnon suorittaa teräsverkko.

Dieselmoottorin turbiinin koko sykli koostuu seuraavista vaiheista:

1. Ilma imetään sisään kompressorin avulla.
2. Roottori on kytketty, joka saatetaan liikkeelle turbiinin roottorin ansiosta.
3. Välijäähdytin jäähdyttää ilmaa.
4. Ilma kulkee useiden suodattimien läpi ja tulee sisään imusarjan kautta. Tämän toimenpiteen lopussa venttiili sulkeutuu. Avautuminen tapahtuu työiskun lopussa.
5. Pakokaasut kulkevat dieselmoottorin turbiinin läpi ja aiheuttavat painetta roottoriin.
6. Tässä vaiheessa dieselmoottorin turbiinin pyörimisnopeus voi olla noin 1500 kierrosta sekunnissa. Tämä saa kompressorin roottorin pyörimään akselin läpi.

Tämä sykli toistuu yhä uudelleen ja uudelleen. Turbiinin käytön ansiosta dieselmoottorin teho kasvaa.

Tärkeä! Jäähdytys lisää ilman tiheyttä.

Ilman tiheyden lisääntyminen mahdollistaa paljon suuremman ilmamäärän syöttämisen moottorin sisäpuolelle. Lisääntynyt virtaus varmistaa, että järjestelmän sisällä oleva polttoaine palaa kokonaan.

Välijäähdytin ja suutin

Puristuksen aikana ilman tiheys ei kasva, vaan myös sen lämpötila. Valitettavasti tämä vaikuttaa suuresti dieselmoottorin pitkäikäisyyteen. Siksi tutkijat keksivät laitteen, kuten välijäähdyttimen. Se alentaa tehokkaasti ilmavirran lämpötilaa.

Tärkeä! Välijäähdytin toimii jäähdyttämällä ilmaa lämmönvaihdon kautta.

Laitteessa voi olla yksi tai kaksi suutinta. Heidän tehtävänsä on sumuttaa ja annostella polttoainetta. Dieselmoottorin ruiskutussuuttimen toimintaperiaate toteutuu poispäin liikkuvan nokan ansiosta nokka-akseli.

Huomio! Dieselsuuttimet ovat pulssitoimisia.

Tulokset

Uusien teknologioiden ja lisäkomponenttien avulla dieselmoottori saavuttaa hämmästyttävän tehokkuuden polttoaineen palamisesta. Tämä luku on 40-50 prosenttia. Se on lähes kaksi kertaa enemmän kuin bensiinissä.

Dieselmoottori - moottori sisäinen palaminen Rudolph Dieselin keksi vuonna 1897. Noiden vuosien dieselmoottorin laite mahdollisti öljyn, rypsiöljyn ja kiinteiden palavien aineiden käytön polttoaineena. Esimerkiksi hiilipöly.

Aikamme dieselmoottorin toimintaperiaate ei ole muuttunut. Moottorit ovat kuitenkin muuttuneet teknologisemmiksi ja vaativammiksi polttoaineen laadulle. Nykyään dieselmoottoreissa käytetään vain korkealaatuista dieselpolttoainetta.

Dieselmoottorit erottuvat polttoainetehokkuudestaan ​​ja hyvästä vetovoimasta alhaisilla kampiakselin nopeuksilla, joten niitä käytetään laajalti kuorma-autot, laivoja ja junia.

Koska ratkaisu suurten nopeuksien ongelmaan (vanhat dieselmoottorit, joita käytettiin usein suurilla nopeuksilla, epäonnistui nopeasti), kyseiset moottorit asennettiin usein henkilöautoihin. Nopeille nopeuksille suunnitellut dieselit saivat turboahdin.

Dieselmoottorin toimintaperiaate

Dieselmoottorin toimintaperiaate eroaa bensiinimoottoreista. Sytytystulppia ei ole, ja polttoaine syötetään sylintereihin erillään ilmasta.

Tällaisen voimayksikön toimintajakso voidaan esittää seuraavasti:

• osa ilmaa syötetään dieselmoottorin polttokammioon;
• mäntä nousee ja puristaa ilmaa;
• puristamisesta ilma lämpenee noin 800 ˚C:n lämpötilaan;
• polttoaine ruiskutetaan sylinteriin;
• Dieselpolttoaine syttyy, mikä johtaa männän laskemiseen ja työiskun suorittamiseen;
• palamistuotteet poistetaan puhaltamalla poistoaukkojen läpi.

Dieselmoottorin hyötysuhde riippuu siitä, miten se toimii. Käyttökuntoinen yksikkö huono sekoitus, mikä säästää säiliössä olevaa polttoainetta.

Kuinka dieselmoottori toimii

Suurin ero dieselmoottorin ja bensiinimoottoreiden välillä on korkeapaineisen polttoainepumpun, dieselsuuttimien ja sytytystulppien puuttuminen.

Näiden kahden tehoyksikön yleinen järjestely ei eroa. Molemmissa on kampiakseli, kiertokanget, männät. Samanaikaisesti kaikki dieselmoottorin elementit vahvistetaan, koska niihin kohdistuvat kuormat ovat korkeammat.

Huomautus: joissakin dieselmoottoreissa on hehkutulpat, joita autoilijat pitävät sytytystulppien analogina. Itse asiassa näin ei ole. Hehkutulppia käytetään sylintereiden ilman lämmittämiseen pakkasolosuhteissa.

Samalla dieselmoottori on helpompi käynnistää. Bensiinimoottorien sytytystulppia käytetään syttymiseen ilma-polttoaineseos kun moottori on käynnissä.

Dieselin ruiskutusjärjestelmä tehdään suoraan, kun polttoainetta tulee suoraan kammioon, tai epäsuorasti, kun syttyminen tapahtuu esikammiossa (pyörrekammio, etukammio). Tämä on pieni onkalo palotilan yläpuolella, jossa on yksi tai useampia reikiä, joiden kautta ilma pääsee sisään.

Tällainen järjestelmä edistää parempaa seoksen muodostumista, tasaista paineen nousua sylintereissä. Usein pyörrekammioissa käytetään hehkutulppia, jotka on suunniteltu helpottamaan kylmäkäynnistys... Kun virtalukkoa käännetään, sytytystulppien lämmitys käynnistyy automaattisesti.

Dieselmoottorin plussat ja miinukset

Kuten kaikilla muillakin voimayksiköillä, dieselmoottorilla on positiivisia ja negatiivisia ominaisuuksia. Nykyaikaisen dieselmoottorin "plusseihin" kuuluvat:

• kannattavuus;
• hyvä pito laajalla kierroslukualueella;
• enemmän resursseja kuin bensiinianalogilla;
• vähemmän haitallisia päästöjä.

Diesel ei ole ilman haittoja:

• moottorit, joita ei ole varustettu hehkutulpilla, eivät käynnisty hyvin pakkasella;
• diesel on kalliimpaa ja vaikeampi huoltaa;
• korkeat vaatimukset palvelun laadulle ja oikea-aikaisuudelle;
• korkeat vaatimukset kulutustarvikkeiden laadulle;
• enemmän melua kuin bensiinimoottorit.

Diesel turboahdettu moottori

Dieselmoottorin turbiinin toimintaperiaate ei käytännössä eroa bensiinimoottoreiden periaatteesta. Tärkeintä on lisäilman ruiskuttaminen sylintereihin, mikä luonnollisesti lisää tulevan polttoaineen määrää. Tästä johtuen moottorin tehon huomattava lisääntyminen havaitaan.

Dieselmoottorin turbiinilaite ei myöskään eroa merkittävästi bensiinimoottoristaan. Laite koostuu kahdesta jäykästi toisiinsa yhdistetystä juoksupyörästä ja etanalta näyttävästä rungosta. Turboahtimen kotelossa on 2 sisääntuloa ja 2 ulostuloa. Yksi mekanismin osa on rakennettu pakosarjaan, toinen imuaukkoon.

Työkaavio on yksinkertainen: käynnissä olevasta moottorista tulevat kaasut pyörittävät ensimmäistä juoksupyörää, joka pyörittää toista. Toinen imusarjaan asennettu siipipyörä pumppaa ilmakehän ilmaa sylintereihin. Ilmansyötön lisääntyminen lisää polttoaineen määrää ja lisää tehoa. Tämä mahdollistaa moottorin nopeamman nopeuden jopa alhaisilla kierroksilla.

Turboyama

Käytön aikana turbiini voi tehdä jopa 200 tuhatta kierrosta minuutissa. Sitä on heti mahdotonta pyörittää vaadittuun pyörimisnopeuteen. Tämä johtaa ns. turbo viive, kun kuluu jonkin aikaa (1-2 sekuntia) kaasupolkimen painalluksesta voimakkaan kiihdytyksen alkamiseen.

Ongelma ratkaistaan ​​viimeistelemällä turbiinimekanismi ja asentamalla useita erikokoisia juoksupyöriä. Samalla pienet siipipyörät pyörivät välittömästi, minkä jälkeen elementit ottavat ne kiinni iso koko... Tämän lähestymistavan avulla voit eliminoida turbon viiveen lähes kokonaan.

Myös VNT (Variable Nozzle Turbine) -turbiineja valmistetaan, jotka on suunniteltu ratkaisemaan samat ongelmat. Tällä hetkellä tämän tyyppisestä turbiinista on olemassa suuri määrä muunnelmia. Geometrian korjaus selviää onnistuneesti myös päinvastaisessa tilanteessa, kun kierroksia ja ilmaa on liikaa ja juoksupyörän kierroksia on tarpeen hidastaa.

Havaittiin, että jos käytetään seoksen muodostusta kylmä ilma, Moottorin tehokkuus nousee 20 prosenttiin. Tämä löytö johti välijäähdyttimen kehittämiseen, turbiinien lisäelementtiin, joka lisää tehokkuutta.

Turbiinin takana moderni auto pitää huoltaa kunnolla. Mekanismi on erittäin herkkä moottoriöljyn laadulle ja ylikuumenemiselle. Siksi on suositeltavaa vaihtaa voiteluaine vähintään 5-7 tuhannen kilometrin jälkeen.

Lisäksi auton pysäyttämisen jälkeen polttomoottorin tulee olla päällä 1-2 minuuttia. Tämä antaa turbiinin jäähtyä (kun öljyn kierto pysähtyy äkillisesti, se ylikuumenee). Valitettavasti jopa asianmukaisella toiminnalla kompressorin resurssi ylittää harvoin 150 tuhatta kilometriä.

Huomautus: optimaalinen ratkaisu turbiinin ylikuumenemisongelmaan klo dieselmoottorit on turboajastimen asennus. Laite jättää moottorin käymään vaaditun ajan sytytysvirran katkaisemisen jälkeen. Vaaditun ajanjakson päätyttyä elektroniikka itse sammuttaa tehoyksikön.

Dieselmoottorin rakenne ja toimintaperiaate tekevät siitä välttämättömän yksikön raskaille ajoneuvoille, jotka vaativat hyvää pitoa pohjalta. Nykyaikaiset dieselmoottorit toimivat yhtä menestyksekkäästi henkilöautoissa, joiden päävaatimus on kiihtyvyys ja kiihtyvyysaika.

Dieselin vaikeaa huoltoa kompensoi kestävyys, tehokkuus ja luotettavuus kaikissa tilanteissa.

Dieselmoottorin toimintaperiaate näyttää toimitetun sumutetun polttoaineen itsestään syttymisestä, kun se on vuorovaikutuksessa puristuksen aikana kuumennetun ilman kanssa. Lyhyesti sanottuna ei ole täysin selvää, mikä on vaakalaudalla, joten tämä artikkeli on omistettu kokonaan dieselmoottorille.

Dieselmoottorilaite - pääosat

Tällaisilla moottoreilla on sekä useita etuja että useita haittoja. Ensimmäiset sisältävät: sen toimintaperiaate on ihanteellinen raskaille kuorma-autoille; se on edullisempi verrattuna bensiinikäyttöiseen voimayksikköön. Haitat: polttoaineen palamisprosessi itsessään vastaa räjähdystä, mikä ei sinänsä voi olla etu; polttoainelaitteistolla on melko monimutkainen rakenne, joten jos se epäonnistuu, joudut puuhailemaan paljon; kehitetty nopeus on pienempi kuin käytettäessä bensiinimoottoreita.

Dieselmoottorin laite esitetään seuraavasti. Kaikki alkaa imuventtiilistä, jonka kautta ilma pääsee työsylintereihin. Mäntä luo tarvittavan paineen niin, että sisään tuleva ilma lämpenee vaadittuun lämpötilaan ja kampiakseli vastaanottaa männästä tulevan voiman ja muuntaa sen vääntömomentiksi. Näin lyhyesti sanottuna dieselmoottori toimii.

Dieselmoottorin toimintaperiaate - valitse polttokammion tyyppi

Polttoaineen sytytysalueita on kahta tyyppiä riippuen itse polttoainetyypistä. Erillinen palotila sijaitsee männässä, jolloin polttoaine ruiskutetaan männän yläpuolella olevaan tilaan. Tässä tapauksessa voit luottaa tehokkuuteen, koska palavan seoksen kulutus on minimaalinen, mutta lisääntynyt melu toimii negatiivisena pisteenä, etenkin tyhjäkäynnillä.

Erillisissä polttokammioissa polttoaine syötetään erilliseen kammioon, joka on yhdistetty sylinteriin erityisen kanavan kautta. Polttoaineen erinomainen sekoittuminen ilman kanssa varmistetaan, vasta sen jälkeen se syötetään työtilaan, mikä edistää seoksen parempaa palamista. Tämä parantaa päästöjen puhtautta, moottorin kestävyyttä ja auton tehoa.

Dieselmoottorin toiminta - Moottorin isku

Dieselmoottorin toimintasuunnitelma on kaksitahtinen ja nelitahtinen.... Ensimmäisessä tapauksessa työ etenee seuraavasti: työtahdin aikana mäntä liikkuu alaspäin, kun taas sylinterin pakoreiät avataan ja pakokaasut tulevat ulos siitä. Samaan aikaan (joskus hieman myöhemmin) imuaukot avataan ja ilma poistetaan. Lisäksi mäntä alkaa liikkua ylöspäin, kaikki ikkunat suljetaan ja ilmapuristusprosessi tapahtuu. Ennen kuin mäntä saavuttaa TDC:n (korkeimman kuolleen pisteen), polttoainetta ruiskutetaan suuttimesta, tapahtuu räjähdys ja koko prosessi toistetaan uudelleen.

On tärkeää tietää, kuinka dieselmoottori toimii ja nelitahtitilassa. Ensimmäisellä iskulla ruiskutetaan ilmaa, samalla kun poistoventtiili on auki. Toinen isku vastaa ilman puristamista niin, että se saavuttaa vaaditun lämpötilan. Kolmannella iskulla palava seos ruiskutetaan palotilaan, ja vuorovaikutuksen seurauksena kuumennetun ilman kanssa tapahtuu räjähdys. Neljännen jakson aikana lähtö on pakokaasut sylinterin rungosta.

Nelitahtisessa moottorissa, kun kaikki muut asiat ovat samat, on vähemmän tehoa kuin kaksitahtimoottorilla, mutta sen hyötysuhde on suurempi ja polttoaineen palamisaste tehokkaampi.

Kuinka dieselmoottori toimii - modernia todellisuutta

Nykyaikaisen dieselmoottorin laite on varustettu tietokoneohjatulla polttoainesyötöllä. Tämä järjestelmä mahdollistaa palavan seoksen ruiskuttamisen sylintereihin mitoitettuina annoksina. Tämä hetki on erittäin tärkeä dieselille voimayksiköt, koska tällaisella syötöllä polttokammioon nouseva paine kohoaa tasaisesti ilman kaikenlaisia ​​"nykimistä", ja tämä edistää tehoyksikön sujuvaa ja hiljaista toimintaa parhaalla mahdollisella tavalla.

Dieselmoottorin historia alkaa melkein bensiinimoottorin keksimisestä. Nikolaus August Otto keksi ja patentoi vuonna 1876 bensiinimoottorin, joka käytti nelitahtisen palamisen periaatetta, joka tunnetaan myös lännessä nimellä " Otto pyörä", ja tämä on useimmille peruslähtökohta autojen moottoreita tänään. Bensiinimoottori oli kuitenkin alkuvaiheessaan erittäin tehoton toiminnassaan, joten höyrykonetta käytettiin pitkään laajasti kaiken kuljetettavan kuljettamiseen. Suurin haitta molempien moottoreiden toiminnassa oli, että ne käyttivät tehokkaasti vain noin 10 prosenttia tämäntyyppisten moottoreiden polttoaineesta. Loput vain muuttuivat turhaksi lämmöksi, ja bensa tuli ulos pakoputket palamatta.

Dieselmoottori Porsche Cayenne S 2013 vuosimalli

Jo 2 vuotta myöhemmin - vuonna 1878 - Rudolf Diesel vieraillessaan ammattikorkeakoulussa Saksassa (vastaa insinööriyliopistoa Venäjällä) oppi bensiinin alhaisesta hyötysuhteesta ja höyrykoneet... Tämä häiritsevä tieto inspiroi häntä luomaan moottorin, joka voisi toimia tehokkaammin, ja hän omisti suurimman osan ajastaan ​​sellaisen teknologian kehittämiseen, jonka avulla voisimme käyttää planeettamme luonnonvaroja paljon tehokkaammin. Ja lopuksi, vasta vuonna 1892 Diesel sai patentin sille, mitä nykyään kutsumme dieselmoottoriksi.

Rudolph Diesel ja hänen keksimä dieselmoottori

Mutta jos dieselmoottorit toimivat niin tehokkaasti, miksi emme käytä niitä useammin? Miksi emme vain käytä niitä lopulta? Voit nähdä sanat "diesel", "diesel" ja ajatella painavia kuorma-autoja, jotka sylkevät pitkästä pakoputki mustaa savuista savua moottoreiden käydessä ja samalla melko kovaa ukkosen ääntä. Tämä dieselautojen negatiivinen mielikuva teki dieselistä vähemmän houkuttelevan maamme tavallisille kuljettajille, vaikka diesel soveltuukin loistavasti suurten lähetysten kuljettamiseen pitkiä matkoja, sitä ei ole lähes koskaan ollut. paras valinta autoja varten. Tästä huolimatta tilanne alkaa nykyään muuttua, ja jopa henkilöautojen ladatut versiot ja joskus jopa urheiluautot on varustettu dieselmoottoreilla, koska nykyaikaiset tekniikat ovat parantaneet dieselmoottoria merkittävästi, tehden siitä paljon puhtaamman (ympäristöystävällisemmän) ja vähemmän meluisan. .

Ja tämä on suuren aluksen dieselmoottori, jonka kapasiteetti on noin 10 000 hevosvoimaa

Selitettäessämme, kuinka dieselmoottori toimii, tukeudumme siihen, mitä jo tiedät, kuinka bensiinimoottori toimii. nelitahtinen moottori... Siksi, jos et ole vielä tehnyt niin, sinun on luultavasti parempi lukea ensin saadaksesi tietoa ja perusteita polttomoottorin perusteista.

Diesel vastaan ​​bensa

Teoriassa diesel- ja bensiinimoottorit ovat hyvin samanlaisia. Molemmat ovat polttomoottoreita, jotka on suunniteltu muuttamaan polttoaineen kemiallinen energia mekaaniseksi energiaksi, joka on käytettävissä auton edelleen liikkumista varten. Tämä mekaaninen energia saadaan liikuttamalla mäntiä ylös ja alas sylintereiden sisällä. Männät on kytketty kampiakseli kiertokankien läpi, ja itse kampiakseli on siksak-muotoinen - käy ilmi, että mäntien lineaarinen liike luo kampiakselin pyörimisliikkeen, joka on tarpeen auton pyörien kääntämiseksi ja sen (auto) liikkeelle saamiseksi.

Näin tehdessään sekä diesel- että bensiinimoottorit muuttavat polttoainetta mekaaniseksi energiaksi sarjalla pieniä räjähdyksiä, jotka työntävät männät ulos ja saavat ne liikkumaan. Suurin ero dieselmoottorin ja bensiinimoottorin välillä on se, mikä aiheuttaa nämä räjähdykset. Bensiinimoottorissa polttoaine sekoitetaan ilmaan, puristetaan männillä ja sytytetään sytytystulpista tulevalla kipinällä. Dieselmoottorissa mäntä kuitenkin puristaa ensin ilmaa ja vasta sitten ruiskutetaan polttoainetta. Kun ilma lämpenee, kun se puristetaan, polttoaine syttyy palamaan.

Miten dieselmoottori toimii?

Alla oleva animaatio näyttää kuinka dieselmoottori toimii, toiminnassa - myös 4 työjaksoa. Voit verrata sitä bensiinimoottorin animaatioon ja nähdä erot.

Dieselmoottori käyttää nelitahtista polttosykliä:

1. Syöttöisku- kun imuventtiili avautuu, päästää ilmaa sisään. Tällä hetkellä mäntä liikkuu alaspäin ja imee ilmaa.
2. Puristusjakso- mäntä liikkuu ylöspäin ja puristaa ilmaa, jolla ei ole minne mennä, koska imuventtiili on sulkeutunut.
3. Sytytysisku- kun mäntä saavuttaa yläosan (yläkuolokohta, TDC), polttoainetta ruiskutetaan oikea aika ja syttyy painamalla mäntää alas lujasti.
4. Pakokaasuisku- mäntä liikkuu jälleen ylöspäin työntäen poistoventtiilistä polttoaine-ilmaseoksen palamisesta syntyneet pakokaasut.

Tässä on kaikki 4 dieselmoottorisykliä, mutta vielä yksinkertaisempaa:

On syytä muistaa, että dieselmoottorissa, toisin kuin bensiinimoottorissa, ei ole sytytystulppia, ja se päästää myös ensin ilmaa sylintereihin ja sitten dieselpolttoainetta (polttoaine-ilmaseos syötetään jo bensiinimoottorin sylintereihin) . Se on paineilman lämpö, ​​joka sytyttää polttoaineen dieselmoottorissa.

Mielenkiintoinen kohta: toiminnan aikana dieselmoottorin polttoaine-ilmaseos puristuu paljon enemmän kuin bensiinimoottorissa - jos bensiinimoottori puristaa polttoainetta ja ilmaa suhteessa 8:1 - 12:1, dieselmoottori puristaa ilmaa suhteessa 14:1 yli 25:1:een.

Injektor(t) dieselissä

Yksi suuri ero dieselmoottorin ja bensiinimoottori koostuu polttoaineen ruiskutusprosessista. Useimmissa automoottoreissa käytetään tähän suutinta (tai harvinaisissa tapauksissa jo nykyään kaasutinta). Ruiskutussuutin ruiskuttaa polttoainetta juuri ennen imuiskua (sylinterin ulkopuolella). Kaasutin sekoittaa ilman ja polttoaineen kauan ennen kuin ilma pääsee sylinteriin. Siksi auton moottorissa kaikki polttoaine ladataan sylinteriin imutahdin aikana ja puristetaan sitten männän toimesta. Ilma-polttoaineseoksen puristaminen rajoittaa moottorin puristussuhdetta - jos puristat liikaa ilmaa, polttoaine-ilmaseos syttyy itsestään ja tuhoaa moottorin, koska sytytysisku alkaa ennen kuin mäntä saavuttaa yläpisteen.

Dieselmoottorit käytössä suora ruiskutus polttoainetta- Dieselpolttoaine ruiskutetaan suoraan sylinteriin, kun ilmaa on päässyt sylinteriin. Injektori tai oikeammin polttoainesuuttimet dieselmoottorissa on monimutkaisin komponentti, ja on huomattava, että se on suuren osan kokeilujen kohteena - jokaisessa tietty moottori injektori voi sijaita useissa ja joskus odottamattomissa paikoissa. Ruiskutussuuttimen on kestettävä sylinterin sisällä syntyvä lämpötila ja paine, ja sen on myös pystyttävä syöttämään polttoainetta hienon sumun muodossa. Tämän sumun levittäminen tasaisesti koko sylinteriin on suuri ongelma, minkä vuoksi useissa dieselmoottoreissa käytetään erityisiä induktioventtiilejä, esipolttokammioita tai muita laitteita, jotka aiheuttavat ilmapyörteen palotilaan tai muuten parantavat sytytysprosessia ja palamista.

Polttoainesuuttimen toiminta

Joissakin dieselmoottoreissa on sytytystulppa. Kun dieselmoottori on kylmä, puristusprosessi ei välttämättä nosta paineilmaa riittävän korkeaan lämpötilaan polttoaineen sytyttämiseksi. Erityinen hehkutulppa dieselmoottorissa se on pohjimmiltaan sähkölämmityksen lanka (kuvittele kuumat johdot, joita näit leivänpaahtimessa), joka lämmittää palotilan ja nostaa siten ilman lämpötilaa moottorin ollessa kylmä, jotta moottori voi käynnistyä.

Nykyaikaisen dieselmoottorin kaikkia toimintoja ohjataan tietokoneella ja kehittyneellä anturisarjalla, jotka mittaavat melkein kaiken kampiakselin nopeudesta moottorin jäähdytysjärjestelmään ja öljyn lämpötilaan ja jopa moottorin asennon suhteessa horisonttiin. Hehkutulppia käytetään nykyään harvoin yli tehokkaat moottorit... Sen sijaan käytetään muita tekniikoita, joista yleisin on voimakkaampi ilmanpuristus (lisää lämpöä) ja myöhempi polttoaineen ruiskutus.

Useissa dieselmoottoreissa ei kuitenkaan ole mahdollista ratkaista kylmän sään käynnistysongelmaa yllä kuvatulla tavalla. Lisäksi on moottoreita, joissa ei ole niin kehittynyttä tietokoneohjaustekniikkaa. Siksi hehkutulppien käyttö kahdessa yllä olevassa tapauksessa ratkaisee kylmäkäynnistysongelman.

Diesel polttoaine

Kaikki polttoöljyt ovat peräisin raakaöljystä, jota uutetaan luonnollisesti maasta. Lisäksi raakaöljy jalostetaan jalostamoissa ja se voidaan jakaa useisiin eri tyyppejä polttoaineet, mukaan lukien bensiini, lentopetroli, kerosiini ja tietysti dieselpolttoaine (dieselpolttoaine).

Jos olet koskaan yrittänyt verrata dieseliä ja bensiiniä, tiedät, että ne ovat hyvin erilaisia. Jopa niiden haju on hyvin erilainen. Dieselpolttoaine on raskaampaa ja rasvaisempaa. Se haihtuu paljon hitaammin kuin bensiini, ja sen kiehumispiste on itse asiassa korkeampi kuin veden kiehumispiste. Olet luultavasti usein kuullut, että dieselpolttoainetta kutsutaan "dieselpolttoaineeksi" - tämä johtuu siitä, että se on niin rasvaista (on olemassa sellainen aine - dieselöljy, ja sitä verrattiin usein dieselpolttoaineeseen).

Dieselpolttoaine haihtuu hitaammin, koska se on raskaampaa. Se sisältää pitkissä ketjuissa enemmän hiiliatomeja kuin bensiini (bensiinin kemiallinen kaava on yleensä C9H20 (mutta sillä voi olla erilainen riippuen merkistä, oktaaniluvusta jne.), kun taas dieselpolttoaineelle on yleensä ominaista kaava C14H30). Dieselpolttoaineen tuottaminen vie vähemmän aikaa ja vähemmän prosessointivaiheita, ja siksi sen pitäisi olla halvempaa kuin bensiini. Mutta viime vuosina dieselin kysyntä on kuitenkin lisääntynyt useista eri syistä, mukaan lukien lisääntynyt teollistuminen ja rakentaminen maassamme, ja siksi diesel on nykyään bensiiniä kalliimpaa.

Dieselpolttoaineella on korkeampi ns energiatiheys kuin bensiiniä. Keskimäärin 1 gallona (3,8 l) dieseliä sisältää noin 155 x 10 6 joulea energiaa, kun taas 1 gallona bensiiniä sisältää 132 x 10 6 joulea. Tämä yhdistettynä korkeammasta puristussuhteesta johtuvaan dieselmoottoreiden parantuneeseen hyötysuhteeseen selittää, miksi dieselmoottorit kuluttavat paljon vähemmän polttoainetta kuin vastaavat bensiinimoottorit.

Dieselpolttoainetta käytetään monenlaisiin polttoaineisiin Ajoneuvo ja muut varusteet. Tässä on ensinnäkin otettava mukaan dieselautot, joita näet risteilyssä moottoritiellä, mutta myös diesel auttaa veneiden siirtelyssä, koulubussit, junat, nosturit, maatalouskoneet ja traktorit, generaattorit ja monet, monet muut laitteet. Ajattele, kuinka tärkeää diesel on taloudelle - ilman dieselin korkeaa hyötysuhdetta rakennusteollisuus ja maatalousyritykset kärsisivät tarvittavat investoinnit energiatehokkaisiin ja tehokkaisiin polttoaineisiin. Noin 94 prosenttia maailman rahdista - kuljetetaanpa sitten rekoilla, junilla tai laivoilla - kuljetetaan päätepisteisiinsä dieselpolttoaineella.

Dieselmoottorin ja dieselpolttoaineen parantaminen

Ympäristön kannalta dieselillä on sekä hyviä että huonoja puolia. Lisäksi dieselpäästöt ovat hyvin pieniä määriä hiilimonoksidia, hiilivetyjä ja hiilidioksidia - päästöt, jotka johtavat eniten ilmaston lämpenemiseen. Huono puoli on, että dieselpolttoainetta poltettaessa vapautuu suuria määriä typpiyhdisteitä ja hiukkasia (nokea), mikä johtaa happosateisiin, savusumuun ja huonoon terveyteen.

Suuren öljykriisin aikana 1970-luvulla Euroopan autoyhtiöt alkoi mainostaa dieselmoottoreita kaupalliseen käyttöön vaihtoehtona bensiinille. Niitä kokeilleet olivat kuitenkin pettyneitä - moottorit olivat erittäin äänekkäitä, ja kun dieselin kuluttajat tarkastivat autonsa, he saattoivat löytää ne mustan noen peitossa - sama noki on vastuussa savusta suurissa kaupungeissa.

Viimeisten 30–40 vuoden aikana dieselmoottorien suorituskykyä ja dieselpolttoaineen puhtautta on kuitenkin parannettu valtavia parannuksia. Suoraruiskutuslaitteita ohjataan nyt edistyneillä tietokoneilla, jotka ohjaavat polttoaineen palamista, mikä tehostaa päästöjen vähentämistä. Paljon paremmin jalostetut dieselpolttoaineet, kuten Ultra Low Sulphur Diesel (ULSD), vähentävät päästöjä. Ja moottoreiden päivittäminen yhteensopiviksi puhtaiden polttoaineiden kanssa on yksinkertainen tehtävä. Muut tekniikat, kuten hiukkassuodattimet ja katalysaattorit, polttavat nokea ja vähentävät hiukkas-, hiilimonoksidi- ja hiilivetypäästöjä jopa 90 prosenttia. Jatkuvasti parantamalla puhtaiden polttoaineiden standardeja Euroopan unioni kannustaa myös autoteollisuutta työskentelemään kovemmin päästöjen vähentämiseksi.

Olet ehkä kuullut myös termin kuten " biodiesel"Onko se sama kuin diesel? Biodiesel on vaihtoehto tai lisäaine dieselille, jota voidaan käyttää dieselmoottoreissa ilman, että itse moottoreita päivitetään vähän tai ei ollenkaan. Kuitenkin, kuten nimestä voi päätellä, biodieseliä ei valmisteta öljystä, vaan sitä tulee meille kasviöljyistä tai eläinrasvoista, jotka on kemiallisesti muunnettu. Mielenkiintoinen fakta: Rudolph Diesel itse piti alun perin kasviöljyä keksintönsä polttoaineena.

Biodieseliä voidaan käyttää joko yhdessä perinteisen dieselpolttoaineen kanssa tai kokonaan sellaisenaan. Voit lukea lisää aiheesta vaihtoehtoisia muotoja polttoainetta