Subiecte:
- Istoria motorului diesel
- operație
- Avantajele și dezavantajele motorului diesel
- Ciclul de funcționare al motorului diesel în patru timpi
- Injecție directă și indirectă
- Secțiune de joasă și înaltă presiune
- Procesul de injectare
- Bătăi diesel
Istoria motorului diesel:
Motorul diesel poartă numele inventatorului său Rudolf Diesel (1858-1913). Primul motor diesel conform teoriei lui Diesel a devenit realitate pe 17 februarie 1894. Acest motor a funcționat conform principiului auto-aprinderii și a funcționat timp de 1 minut lung 88 rpm. Robert Bosch a dezvoltat pompa de injecție de înaltă presiune care a permis motorului diesel să-și înceapă cucerirea globală.
Prima mașină de pasageri cu motor diesel a fost Mercedes-Benz 170D din 1935.
Operațiune:
Un motor diesel introduce aer în cilindri. Fără amestec, așa cum se întâmplă adesea cu motoarele pe benzină. Acolo combustibilul este adesea deja amestecat cu aerul (amestecul). Aerul dintr-un motor diesel este uneori aspirat de motorul însuși (fără turbo), de obicei furnizat sub presiune de un turbo. Aceasta se numește supraalimentare. Supraalimentarea face ca o cantitate mai mare de aer să intre, care poate fi aprinsă cu combustibil suplimentar. Mai multe informații despre umplerea sub presiune pot fi găsite pe pagină Turbo. Motorul diesel este alimentat cu cât mai mult aer posibil, care nu este reglat de cantitate ca la un motor pe benzină. Furnizarea nelimitată de aer se numește „surplus de aer”.
La motorul diesel, combustibilul nu este aprins cu ajutorul unei componente (la fel cum bujia aprinde combustibilul pe benzină într-un motor pe benzină). Într-un motor diesel, arderea se realizează prin injectarea de motorină. Acesta este motivul pentru care motorul diesel primește denumirea de „auto-aprindere”. The pompa de combustibil de inalta presiune asigură presiunea necesară a combustibilului.
Această ardere necesită multă căldură. Această căldură este creată de presiunea ridicată de compresie pe care o creează pistonul în timpul compresiei. Comprimarea aerului (este pus sub presiune foarte mare) creează multă căldură. Această căldură este necesară pentru ardere.
De pulverizator injectează o anumită cantitate de motorină chiar înainte ca pistonul să atingă PMS. Acest lucru se face de obicei în mai mulți pași, cu o injecție pre, principală și post-injectare. Deoarece motorina este amestecată cu aerul cald (din cauza presiunii finale mari de compresie), acest combustibil se aprinde de la sine. Asta se numește cursa de putere. (Mai multe despre procesul de patru bătăi mai târziu).
Prin urmare, motorul diesel are nevoie de căldură pentru a începe arderea. Această căldură (de cel puțin 250 de grade) nu este încă prezentă atunci când motorul este pornit. Presiunea finală de compresie adesea nu asigură temperatura corectă în camera de ardere. Pentru a rezolva asta există bujii incandescente montat in chiulasa. Aceste bujii incandescente se activează la pornire și asigură că aerul din camera de ardere are temperatura corectă pentru a aprinde motorina.
Avantajele și dezavantajele motorului diesel
- Avantajele unui motor diesel în comparație cu un motor pe benzină:
Datorită raportului de compresie mai mare și a procesului de ardere, un motor diesel este mai economic decât un motor pe benzină. Un motor diesel are în general și o durată de viață mai lungă (în funcție de modul în care este utilizat). - Dezavantajele unui motor diesel în comparație cu un motor pe benzină:
Un motor diesel este mai zgomotos, are o putere mai mică comparativ cu un motor pe benzină cu aceeași cilindree (fără utilizarea unui turbo și intercooler) și este un motor mai scump, mai greu construit. În prezent, preîncălzirea motorului nu mai reprezintă un dezavantaj, deoarece un motor diesel cu injecție directă poate porni ușor fără preîncălzire. Chiar și la temperaturi în jurul punctului de îngheț, va începe încă după puțin mai mult.
În zilele noastre, motoarele diesel devin mai silențioase, ceea ce face din ce în ce mai dificilă deosebirea dintre motoarele pe benzină și diesel.
Ciclul de funcționare al motorului diesel în patru timpi:
Ciclul de funcționare al unui motor diesel este format din patru timpi; cursa de admisie, cursa de compresie, cursa de putere și cursa de evacuare. În timpul acestor curse, pistonul s-a deplasat în jos și în sus de două ori. Prin urmare, arborele cotit s-a rotit de două ori.
O mulțime de lucruri se întâmplă în timpul fiecărui accident vascular cerebral; aerul este aspirat, combustibilul este injectat, aerul și combustibilul sunt arse, iar gazele rămase sunt expulzate din cilindru. Mai jos este o descriere a ceea ce se întâmplă exact în fiecare truc:
- Cursa de admisie:
Supapa de admisie este deschisă, supapa de evacuare este închisă. Pistonul se deplasează de la TDC la ODP.
– Fără turbo: aerul este aspirat din cauza presiunii negative care se creează.
– Cu turbo: aerul de admisie este alimentat de la turbo în spațiul cilindrului la suprapresiune.Nu există nicio supapă de reglare în tractul de admisie, cum ar fi supapa de accelerație a motorului pe benzină. Cu un motor diesel, cantitatea de aer care este aspirată nu este, prin urmare, reglabilă. Supapa de accelerație din sistemul de admisie (supapa de accelerație) servește doar la oprirea motorului. Închizând această supapă și oprind astfel alimentarea cu aer, motorul se va opri în liniște.
Cursa de compresie:
Supapele de intrare și de evacuare sunt închise. Pistonul se deplasează de la ODP la PMS. Aerul este comprimat. Aceasta crește temperatura aerului și, în funcție de raportul de compresie, poate atinge o temperatură de aproximativ 550 de grade. Într-un motor pe benzină, această temperatură este de aproximativ 400 de grade. În timpul pornirii la rece, motorul este mai întâi încălzit de către bujii incandescente pentru a ajunge la temperatura care permite amestecului să se aprindă.Cursa de putere:
Supapele de intrare și de evacuare sunt închise și pistonul a comprimat aerul la presiune foarte mare. Cu câteva grade înainte de PMS, combustibilul este injectat prin injector și aprins de presiunea finală ridicată de compresie. Presiunea rezultată din ardere împinge pistonul de la TDC la ODP.Cursa de evacuare:
Supapa de admisie este închisă, supapa de evacuare deschisă. Pistonul se deplasează de la ODP la PMS și elimină gazele de eșapament. Procesul cercului este descris pe pagina procesului Seiliger.
Injecție directă și indirectă:
Un motor poate fi echipat cu injecție directă sau injecție indirectă. Diferențele dintre cele două sisteme sunt descrise mai jos.
Injecție directă:
Presiunea de injecție este mai mare la injecția directă decât la injecția indirectă. Combustibilul este injectat direct în cilindru (sau fundul pistonului format pentru acesta) la sfârșitul cursei de compresie. Prin urmare, amestecarea are loc în cilindru și nu în camera de turbionare, ca în cazul injecției indirecte. Pentru a îmbunătăți formarea amestecului, aerul de admisie este agitat. Vârtejul este creat de forma galeriei de admisie și forma fundului pistonului.
În comparație cu un motor diesel cu injecție indirectă, un motor diesel cu injecție directă are avantajul că necesită o suprafață mai mică a peretelui camerei de ardere. Ca rezultat, un motor diesel cu injecție directă va avea mai puține pierderi de compresie și căldură de ardere, rezultând o eficiență mai mare și gaze de eșapament mai curate.
Injectie indirecta:
Injecția indirectă a fost folosită cel mai frecvent la motoarele diesel mai vechi. În zilele noastre aproape că nu mai dai peste ea.
Într-un motor cu injecție indirectă, combustibilul nu este injectat deasupra pistonului, ci este injectat, amestecat și evaporat în camera de turbionare. Combustibilul este injectat în aerul învolburat al camerei de turbionare în timpul cursei de compresie. Acest lucru asigură o bună amestecare a combustibilului cu aerul. În acest caz, fundul pistonului este plat (uneori cu adâncituri pentru supape).
Secțiunea de joasă și înaltă presiune:
Alimentarea cu combustibil a unui motor diesel este împărțită în 2 părți; secțiunea de joasă presiune și secțiunea de înaltă presiune.
Secțiunea de joasă presiune este formată din următoarele părți:
- Rezervor de combustibil
- Pompa de rapel (montat în rezervorul de combustibil, sau o unitate cu pompă de înaltă presiune)
- Brandstofilter (montat sub mașină sau sub capotă, elimină particulele contaminate și umezeala din motorină)
- Conducte de combustibil de joasă presiune (combustibilul este livrat de la rezervor la pompa de înaltă presiune prin aceste conducte)
- Linia de retur de combustibil (aceasta transportă combustibilul de retur și scurgerea de la injectoare, pompa de înaltă presiune și filtrul înapoi la rezervorul de combustibil) Acest combustibil de retur/scurgere este necesar pentru răcirea și lubrifierea pieselor relevante. Căldura este astfel îndepărtată în rezervor.
Secțiunea de înaltă presiune este formată din următoarele părți:
- Conducte de combustibil de înaltă presiune (combustibilul este furnizat prin aceste conducte de la pompa de înaltă presiune la injectoare. Conductele trebuie să aibă toate aceeași lungime și grosime pentru a evita diferențele de presiune)
- Pompa de inalta presiune (combustibilul pompat de la pompa de livrare la pompa de înaltă presiune este pompat de aici prin conductele de combustibil de înaltă presiune către injectoare)
- Pulverizator (injectați combustibilul în cilindru când atingeți presiunea de deschidere)
Procesul de injectare:
Timpul dintre injectarea combustibilului și arderea efectivă se numește timp de întârziere. Picăturile mici de combustibil injectate prin injector trebuie să treacă la formă gazoasă. Această tranziție este posibilă datorită temperaturii ridicate din camera de ardere (care se realizează prin presiunea finală de compresie sau bujia incandescentă în timpul pornirii). Acest timp ar trebui să fie cât mai scurt posibil, altfel va afecta arderea. Aceasta înseamnă, de asemenea, că motorul va funcționa mai rău și va fi disponibilă mai puțină putere.
Imaginea de mai jos arată procesul complet de injectare.
Bătăi diesel:
Există câteva milisecunde între începutul injecției (vezi A în imaginea de mai sus) și începutul arderii (C). Picăturile foarte mici de combustibil care sunt injectate prin injector (ceața de combustibil) trebuie mai întâi aduse la temperatură înainte de a putea fi transformate în formă de vapori. Exteriorul picăturii de combustibil se transformă mai întâi în formă gazoasă și apoi va arde treptat. Rămășițele rămase ale picăturii se aprind spontan și provoacă sunetul recunoscut al motorului; ciocănirea motorinei. Aceasta este o ardere necontrolată și poate avea loc la momentul nepotrivit.
Următoarele lucruri pot provoca o ciocănire diesel:
- Atomizatoare defecte (picurare sau atomizare slabă cu picături prea mari)
- Pompă de injecție defectă (supape de livrare sau piston defecte)
- Combustibil (apă prezentă, număr de cetanic prea scăzut, aer în combustibil
- Motor (presiunea finală de compresie prea scăzută, bujiile incandescente nu funcționează)
- Timpul incorect al pompei de combustibil
