Viðfangsefni:
- Saga dísilvélarinnar
- Aðgerð
- Kostir og gallar dísilvélarinnar
- Vinnutími fjórgengis dísilvélarinnar
- Bein og óbein inndæling
- Lág- og háþrýstingshluti
- Inndælingarferli
- Dísil högg
Saga dísilvélarinnar:
Dísilvélin er nefnd eftir Rudolf Diesel, uppfinningamanni hennar (1858-1913). Fyrsta dísilvélin samkvæmt kenningum Diesel varð að veruleika 17. febrúar 1894. Þessi vél virkaði samkvæmt sjálfkveikjureglunni og gekk í 1 mínútu langur 88 snúninga á mínútu. Robert Bosch þróaði háþrýstiinnsprautudæluna sem gerði dísilvélinni kleift að hefja landvinninga sína á heimsvísu.
Fyrsti fólksbíllinn með dísilvél var Mercedes-Benz 170D frá 1935.
Aðgerð:
Dísilvél kemur lofti inn í strokkana. Engin blanda eins og oft er um bensínvélar. Þar er eldsneytið oft þegar blandað við loftið (blandan). Loftið í dísilvél er stundum sogið inn af vélinni sjálfri (án túrbó), venjulega veitt undir þrýstingi frá túrbó. Þetta er kallað ofurhleðsla. Ofhleðslan veldur því að meira magn lofts kemur inn sem kveikja má í með viðbótareldsneyti. Frekari upplýsingar um þrýstifyllingu má finna á síðunni Turbo. Dísilvélinni fylgir eins mikið loft og hægt er, sem er ekki stjórnað af magni eins og með bensínvél. Ótakmarkað loftframboð er kallað „loftafgangur“.
Í dísilvélinni kviknar ekki í eldsneytinu með hjálp íhluta (alveg eins og kerti kveikir í bensíneldsneyti í bensínvél). Í dísilvél næst brennsla með því að sprauta dísilolíu. Þess vegna fær dísilvélin nafnið „sjálfkveikjari“. The háþrýsti eldsneytisdæla veitir nauðsynlegan eldsneytisþrýsting.
Þessi brennsla krefst mikils hita. Þessi hiti myndast af háum þjöppunarþrýstingi sem stimpillinn myndar við þjöppun. Við þjöppun loftsins (það er sett undir mjög háan þrýsting) myndast mikill hiti. Þessi hiti er nauðsynlegur fyrir brennslu.
De úðavél sprautar inn ákveðnu magni af dísilolíu rétt áður en stimpillinn nær TDC. Þetta er venjulega gert í nokkrum skrefum, með for-, aðal- og eftir inndælingu. Vegna þess að dísileldsneytið er blandað heitu loftinu (vegna mikils þjöppunar lokaþrýstings) kviknar þetta eldsneyti af sjálfu sér. Það er kallað kraftshöggið. (Nánar um fjögurra takta ferlið síðar).
Dísilvélin þarf því hita til að koma bruna af stað. Þessi hiti (að minnsta kosti 250 gráður) er ekki enn til staðar þegar vélin er ræst. Lokaþrýstingur þjöppunar gefur oft ekki réttan hita í brunahólfinu. Til að leysa þetta eru til glóðarkerti festur í strokkhaus. Þessi glóðarkerti virkjast við ræsingu og tryggja að loftið í brunahólfinu hafi rétt hitastig til að kveikja í dísilolíu.
Kostir og gallar dísilvélarinnar
- Kostir dísilvélar miðað við bensínvél:
Vegna hærra þjöppunarhlutfalls og brunaferlis er dísilvél hagkvæmari en bensínvél. Dísilvél hefur almennt einnig lengri líftíma (fer eftir því hvernig hún er notuð). - Ókostir dísilvélar miðað við bensínvél:
Dísilvél er háværari, hefur minna afl í samanburði við bensínvél með sömu strokka rúmtak (án þess að nota túrbó og millikæli) og hún er dýrari, þyngri smíðaður vél. Nú á dögum er forhitun vélarinnar ekki lengur ókostur, því dísilvél með beinni innspýtingu getur ræst auðveldlega án forhitunar. Jafnvel við hitastig í kringum frostmark mun það samt byrja eftir aðeins lengri tíma.
Nú á dögum eru dísilvélar að verða hljóðlátari, sem gerir það sífellt erfiðara að greina bensín- og dísilvélarnar í sundur.
Vinnulota fjórgengis dísilvélarinnar:
Vinnulota dísilvélar samanstendur af fjórum höggum; inntaksslag, þjöppunarslag, kraftslag og útblástursslag. Í þessum höggum færðist stimpillinn tvisvar niður og upp. Sveifarásinn hefur því snúist tvisvar.
Margt gerist við hvert högg; loft er dregið inn, eldsneyti er sprautað inn, lofti og eldsneyti er brennt og lofttegundum sem eftir eru er eytt úr strokknum. Hér að neðan er lýsing á því sem nákvæmlega gerist í hverju bragði:
- Inntakshögg:
Inntaksventillinn er opinn, útblástursventillinn er lokaður. Stimpillinn færist frá TDC til ODP.
– Án túrbó: Loft sogast inn vegna undirþrýstings sem myndast.
– Með túrbó: Inntaksloftinu er veitt frá túrbónum með jákvæðum þrýstingi inn í strokkrúmið.Enginn stjórnventill er í inntaksrásinni, eins og inngjöfarventill bensínvélarinnar. Með dísilvél er loftmagnið sem sogast inn því ekki stillanlegt. Inngjöfarventillinn í inntakskerfinu (inngjöfarventillinn) þjónar aðeins til að slökkva á vélinni. Með því að loka þessum loka og stöðva þannig loftflæðið mun vélin stöðvast hljóðlega.
Þjöppunarslag:
Inntaks- og úttakslokar eru lokaðir. Stimpillinn færist frá ODP til TDC. Loftið er þjappað saman. Þetta eykur hitastig loftsins og, allt eftir þjöppunarhlutfalli, getur það náð um það bil 550 gráðu hita. Í bensínvél er þetta hitastig um það bil 400 gráður. Við kaldræsingu er vélin fyrst hituð upp af vélinni glóðarkerti til að ná því hitastigi sem gerir blöndunni kleift að kvikna í.Kraftslag:
Inntaks- og úttakslokar eru lokaðir og stimpillinn hefur þjappað loftinu undir mjög miklum þrýstingi. Nokkrum gráðum fyrir TDC er eldsneyti sprautað í gegnum inndælingartækið og kveikt í því með háum lokaþjöppunarþrýstingi. Þrýstingurinn sem stafar af bruna ýtir stimplinum frá TDC til ODP.Útblástursslag:
Inntaksventillinn er lokaður, útblástursventillinn opinn. Stimpillinn færist frá ODP til TDC og losar útblástursloftið út. Hringferlinu er lýst á Seiliger ferlisíðunni.
Bein og óbein inndæling:
Hægt er að útbúa vél með beinni innspýtingu eða óbeinni innspýtingu. Muninum á kerfunum tveimur er lýst hér að neðan.
Bein innspýting:
Inndælingarþrýstingurinn er hærri við beina inndælingu en með óbeinni inndælingu. Eldsneytinu er sprautað beint inn í strokkinn (eða stimpilbotninn sem myndast fyrir hann) í lok þjöppunarslagsins. Blöndunin fer því fram í strokknum en ekki í þyrilhólfinu eins og við óbeina inndælingu. Til að bæta blöndunamyndun er inntaksloftinu þyrlað. Sveiflan verður til af lögun inntaksgreinarinnar og lögun stimpilbotnsins.
Í samanburði við dísilvél með óbeinni innspýtingu hefur dísilvél með beinni innspýtingu þann kost að hún krefst minna yfirborðs yfirborðs brunahólfsveggsins. Þess vegna mun dísilvél með beinni innspýtingu hafa minna tap á þjöppun og brennsluhita, sem leiðir til meiri skilvirkni og hreinni útblásturslofttegunda.
Óbein inndæling:
Óbein innspýting var oftast notuð í eldri dísilvélar. Núna rekst maður varla á það lengur.
Í vél með óbeinni innspýtingu er eldsneytinu ekki sprautað fyrir ofan stimpilinn heldur er það sprautað, blandað og gufað upp í þyrilhólfinu. Eldsneytinu er sprautað inn í þyrlandi loft þyrilhólfsins meðan á þjöppunarslaginu stendur. Þetta tryggir góða blöndun eldsneytis við loft. Í þessu tilviki er stimplabotninn flatur (stundum með innilokum fyrir lokana).
Lág- og háþrýstingshluti:
Eldsneytisgjöf dísilvélar er skipt í 2 hluta; lágþrýstihlutinn og háþrýstihlutinn.
Lágþrýstingshlutinn samanstendur af eftirfarandi hlutum:
- Eldsneytistankur
- Booster dæla (festur í eldsneytisgeymi, eða ein eining með háþrýstidælunni)
- Eldsneytissía (festur undir bílnum eða undir húddinu, fjarlægir mengaðar agnir og raka úr dísilolíu)
- Lágþrýstingseldsneytisleiðslur (eldsneytið er komið frá tankinum í háþrýstidæluna í gegnum þessar línur)
- Eldsneytisskilalína (þetta ber skila- og lekaeldsneyti frá inndælingum, háþrýstidælu og síu til baka í eldsneytisgeymi) Þetta eldsneytis-/lekaeldsneyti er nauðsynlegt fyrir kælingu og smurningu á viðkomandi hlutum. Hitinn er þannig fjarlægður í tankinn.
Háþrýstihlutinn samanstendur af eftirfarandi hlutum:
- Háþrýstieldsneytisleiðslur (eldsneytið er veitt í gegnum þessar línur frá háþrýstidælunni til inndælinganna. Leiðslurnar verða allar að vera jafn langar og þykkar til að forðast þrýstingsmun)
- Háþrýstidæla (eldsneytinu sem dælt er frá afhendingardælunni yfir í háþrýstidæluna er dælt héðan í gegnum háþrýstieldsneytisleiðslurnar til inndælinganna)
- Atómtæki (sprautaðu eldsneyti inn í strokkinn þegar opnunarþrýstingnum er náð)
Inndælingarferli:
Tíminn milli eldsneytisinnsprautunar og raunverulegs bruna er kallaður seinkun. Litlu eldsneytisdroparnir, sem sprautað er í gegnum inndælingartækið, verða að breytast í gasform. Þessi umskipti eru möguleg vegna hás hitastigs í brennsluhólfinu (sem næst með lokaþrýstingi þjöppunar eða glóðarkerti við ræsingu). Þessi tími ætti að vera eins stuttur og mögulegt er, annars hefur það áhrif á brunann. Þetta þýðir líka að vélin gengur verr og minna afl verður til staðar.
Myndin hér að neðan sýnir allt inndælingarferlið.
Dísil högg:
Það eru nokkrar millisekúndur frá því að inndæling hefst (sjá A á myndinni hér að ofan) og þar til bruni hefst (C). Örsmáu eldsneytisdropunum sem sprautast í gegnum inndælingartækið (eldsneytisúðan) þarf fyrst að ná hita áður en hægt er að breyta þeim í gufuform. Ytra hluta eldsneytisdropa breytist fyrst í gasform og brennur síðan smám saman. Það sem eftir er af dropanum kviknar svo sjálfkrafa og veldur auðþekkjanlegu vélhljóði; dísel höggið. Þetta er stjórnlaus bruni og getur átt sér stað á röngum tíma.
Eftirfarandi hlutir geta valdið dísilhöggi:
- Gölluð úðunartæki (dropi eða léleg úðun með of stórum dropum)
- Gölluð inndælingardæla (afgreiðslulokar eða stimplar gallaðir)
- Eldsneyti (vatn til staðar, cetan tala of lág, loft í eldsneyti
- Vél (endaþrýstingur of lágur, glóðarkerti virka ekki)
- Röng tímasetning eldsneytisdælu
