Érdemes azzal a ténnyel kezdeni, hogy a dízelmotor hatásfoka sokkal magasabb, mint a benzines motoré. Egyszerűen fogalmazva, ez a motor sokat fogyaszt kevesebb üzemanyag. Hasonló eredményt sikerült elérniük a tervezőknek egyedi dizájn létrehozásával.
Fontos! A dízelmotor működési elve nagyon eltér a benzinmotorokétól.
Természetesen a modern benzinmotorok sokféle technológiai újítással rendelkeznek. Elég csak a közvetlen befecskendezésre emlékeztetni. Ennek ellenére a benzinmotor hatásfoka körülbelül 30 százalék. Dízelmotornál ugyanez a paraméter eléri a 40-et. Ha emlékszünk a turbófeltöltésre, ez az érték elérheti az 50%-ot.
Nem meglepő, hogy a dízelmotorok fokozatosan meghódítják Európát. A drága benzin gazdaságosabb autók vásárlására ösztönzi a vásárlókat. A gyártók valós időben figyelik a változásokat fogyasztói preferenciák, megfelelő kiigazításokat vezetve be a gyártási folyamatba.
Sajnos a dízelmotor kialakítása nem mentes a hiányosságoktól. Az egyik legjelentősebb a nagy súly. Természetesen a mérnökök hosszú utat tettek meg, fokozatosan csökkentették a motor tömegét, de mindennek van határa.
A helyzet az, hogy a dízelmotor tervezésénél minden alkatrészt a lehető legpontosabban egymáshoz kell igazítani. Ha a benzinanalógoknál megengedett az enyhe visszavágás lehetősége, akkor itt minden más. Ennek eredményeként a technológia bevezetésének legelején dízel egységek csak telepítve van nagy autók. Elég, ha felidézzük ugyanazokat a teherautókat a múlt század elejéről.
A teremtés története
Nehéz elképzelni, de az első hatékony dízelmotort Rudolf Diesel mérnök tervezte még a 19. században. Abban az időben a közönséges kerozint használták üzemanyagként.
A technológia fejlődésével a tudósok kísérletezni kezdtek. Ennek eredményeként, függetlenül attól, hogy milyen típusú üzemanyagot használtak a legjobb eredmény elérése érdekében. Például egy ideig a motorokat repceolajjal, sőt még nyersolajjal is táplálták. Természetesen egy ilyen megközelítés nem hozhatott igazán komoly eredményeket.
Sok éves kutatás vezette a tudósokat a fűtőolaj és a gázolaj használatának ötletéhez. Alacsony költségük és jó gyúlékonyságuk lehetővé tette számukra, hogy komolyan versenyezzenek benzines társaikkal.
Figyelem! A fűtőolajat és a dízelüzemanyagot összetett technológiai eljárások alkalmazása nélkül állítják elő. Pontosan ez a kulcsa alacsony áruknak. Valójában az olajfinomítás melléktermékei.
Kezdetben a dízelmotorok üzemanyag-befecskendező rendszerei rendkívül tökéletlenek voltak. Ez nem tette lehetővé az egységek használatát nagy sebességgel közlekedő autókban.
A dízelmotorral felszerelt autók első példái a múlt század 20-as éveiben jelentek meg. Egy rakomány volt és tömegközlekedés. Ezt megelőzően az ebbe az osztályba tartozó motorokat csak álló gépeken vagy hajókon használták.
Csak 15 évvel később jelentek meg az első autók, amelyek dízelmotorral működtek. Ennek ellenére a dízelt, mivel erős és ellenálló a detonációval szemben, hosszú ideig nem használták széles körben az autóiparban. Az a tény, hogy a jelentős előnyök jelenléte ellenére az egységnek számos hátránya volt, mint pl fokozott zaj munka közben és nagy súly.
Csak a 70-es években, amikor az olaj ára emelkedni kezdett, minden drámaian megváltozott. Az autógyártók és a fogyasztók figyelmüket a dízelmotorral hajtott járművek felé fordították. Ekkor jelentek meg először a kompakt dízelmotorok.
Dízel motor
Dízelmotor kialakítás
A dízelmotor kialakítása négy fő elemből áll:
- hengerek,
- dugattyúk,
- üzemanyag befecskendező,
- szívó- és kipufogószelep.
Minden szerkezeti elem saját feladatát látja el, és saját tervezési jellemzői vannak. A fejlesztés során ezt a technológiát számos részlettel egészítették ki, amelyek lehetővé tették a sokkal nagyobb termelékenység elérését, itt vannak a főbbek:
- tüzelőanyag égő,
- intercooler
Ezen alkatrészek mindegyike jelentősen növelte a dízelmotor hatékonyságát.
Működés elve
Dízel motor tömörítéssel működik. Ennek a folyamatnak köszönhetően a nyomás alatt lévő folyadék belép az égéstérbe. Az injektor fúvókák átjáró elemként szolgálnak.
Fontos! Az üzemanyag csak akkor kerül be, ha a levegő rendelkezik a szükséges kompressziós erővel és magas hőmérséklettel.
A levegőnek elég melegnek kell lennie ahhoz, hogy az üzemanyag meggyulladjon. Mielőtt bejutna, a folyadék egy sor szűrőn halad át, amelyek megfogják az idegen részecskéket, amelyek károsíthatják a rendszert.
A dízelmotor működési elvének megértéséhez figyelembe kell vennie az üzemanyag-ellátás és -gyújtás teljes folyamatát az elejétől a végéig. A kezdeti szakaszban levegőt szállítanak át szívószelep. Ugyanakkor a dugattyú lefelé mozog.
Egyes szívórendszerek emellett lengéscsillapítókkal is fel vannak szerelve. Nekik köszönhetően két csatorna jön létre a szerkezetben, amelyeken keresztül a levegő bejut. Ennek eredményeként ez a folyamat légtömegek turbulenciája lép fel.
Figyelem! A szívószelepek csak nagy motorfordulatszámon nyithatók ki.
Amikor a dugattyú eléri a felső pontot, a levegőt 20-szor összenyomják. A maximális nyomás körülbelül 40 kilogramm négyzetcentiméterenként. Ebben az esetben a hőmérséklet eléri az 500 fokot.
A fúvóka szigorúan meghatározott mennyiségben fecskendezi be az üzemanyagot a kamrába. A gyulladás kizárólag a magas hőmérséklet miatt következik be. Ez a tény magyarázza azt a tényt, hogy a dízelmotorokban nincsenek gyújtógyertyák. Ráadásul nincs gyújtórendszer, mint olyan.
Hiány a tervezésben fojtószelep lehetővé teszi nagy nyomaték fejlesztését. De a sebesség folyamatosan alacsony szinten van. Egy ciklusban több folyadék injekció is elvégezhető.
A dugattyút a táguló gázok nyomása nyomja lefelé. Ennek a folyamatnak az eredménye, hogy a főtengely elfordul. Ebben a mikrofolyamatban az összekötő láncszem az összekötő rúd.
Az alsó pontot elérve a dugattyú ismét felemelkedik, ezáltal kinyomja a már kipufogógázokat. A kimeneti szelepen keresztül jönnek ki. Ez a működési ciklus újra és újra megismétlődik egy dízelmotorban.
A kipufogórendszeren keresztül kilépő gázokban lévő korom százalékos arányának csökkentése érdekében speciális szűrő található. Jelentősen csökkentheti a környezeti ártalmakat.
További csomópontok
Hogyan működik egy turbina?
A dízelmotor turbinája jelentősen növelheti a rendszer általános teljesítményét. Az autóipari mérnökök azonban nem jutottak azonnal erre a döntésre.
A turbina létrehozásának és a dízelmotorok általános tervezésébe való bevezetésének ösztönzése az volt az üzemanyagnak nincs ideje teljesen elégetni, miközben a dugattyú a holtpontba mozog.
A dízelmotor turbinájának működési elve az, hogy ez a szerkezeti elem lehetővé teszi az üzemanyag teljes elégetését. Ennek eredményeként a motor teljesítménye jelentősen megnő.
A turbófeltöltő készülék a következő elemekből áll:
- Két ház – az egyik a turbinához, a második a kompresszorhoz van rögzítve.
- A csapágyak támasztják az összeszerelést.
- A védelmi funkciót acélháló látja el.
A dízelmotoros turbina teljes működési ciklusa a következő szakaszokból áll:
- A levegő beszívása kompresszor segítségével történik.
- Egy forgórész van csatlakoztatva, amelyet a turbina rotor hajt meg.
- Az intercooler hűti a levegőt.
- A levegő több szűrőn halad át, és belép a szívócsonkon. A művelet végén a szelep zár. A nyitás a munkalöket végén történik.
- A kipufogógázok áthaladnak a dízelmotor turbináján, ezáltal nyomást gyakorolnak a rotorra.
- Ebben a szakaszban a dízelmotor turbina forgási sebessége elérheti az 1500 ford./perc értéket. Emiatt a kompresszor forgórésze a tengelyen keresztül forog.
Ez a ciklus újra és újra megismétlődik. A turbina használatának köszönhetően a dízelmotor teljesítménye megnő.
Fontos! A lehűlés hatására megnő a levegő sűrűsége.
A levegő sűrűségének növekedése lehetővé teszi, hogy sokkal nagyobb mennyiségben szállítsák be a motorba. Az áramlás növekedése biztosítja, hogy a rendszerben lévő tüzelőanyag teljesen eléget.
Intercooler és injektor
A tömörítés során nemcsak a levegő sűrűsége, hanem hőmérséklete is növekszik. Sajnos ez nagyban befolyásolja a dízelmotor élettartamát. Ezért a tudósok egy ilyen eszközt hoztak létre, mint egy intercooler. Hatékonyan csökkenti a légáram hőmérsékletét.
Fontos! Az intercooler úgy működik, hogy a levegőt hőcserén keresztül hűti.
A készülék egy vagy két fúvókával rendelkezhet. Feladatuk az üzemanyag porlasztása és adagolása. A dízelmotor injektor működési elvét a vezérműtengelyből kinyúló bütyök valósítja meg.
Figyelem! A dízelmotor befecskendező szelepei impulzus üzemmódban működnek.
Eredmények
Az új technológiák és kiegészítő alkatrészek alkalmazásával a dízelmotor elképesztő hatékonyságot tesz lehetővé az üzemanyag elégetésével. Ez a szám eléri a 40-50 százalékot. Ami majdnem kétszer annyi, mint a benzines megfelelője.
Van Japán gyártók megbízható dízelmotorok. És mi a legmegbízhatóbb dízelmotor Japánban?
Nézzük meg a japán autóipar leggyakoribb modern dízelmotorjait.
Mik ezek a dízelmotorok, mennyire gyengék és erősségeit Japán dízelek. Manapság főleg Európában dominálnak, de Oroszországban meglehetősen gyakran kezdtek megjelenni.
De sajnos akkor is vannak gondjaik, ha a futásteljesítményük meghaladja a százezer kilométert, sőt egyeseknél akár százezret is.
A Japánból származó dízelmotorokkal kapcsolatos óvatosság az üzemanyaggal kapcsolatos szeszélyes hozzáállásuknak köszönhető. Az üzemanyagrendszerük elég gyenge a mi használatunkhoz gázolaj.
A másik probléma a pótalkatrészek elérhetősége. Megbízható gyártóktól gyakorlatilag nincs nem eredeti alkatrész. Megjelennek a kínaiak, de minőségük sok kívánnivalót hagy maga után, és egyáltalán nem felel meg a japán minőségnek.
Ezért nagyon magas ára, sokkal magasabb, mint a német alkatrészeké. Európában sok olyan gyár található, amely megfelelő minőségű alkatrészeket gyárt az eredetinél lényegesen alacsonyabb áron.
A legmegbízhatóbb dízelmotor Japánból
Tehát melyik a legmegbízhatóbb dízelmotor Japánból? Soroljuk fel a TOP 5 legjobb dízelmotort.
5. hely
Az ötödik helyre nyugodtan helyezheti a 2,0 literes Subaru motort. Négyhengeres, turbófeltöltős, ellentétes, 16 szelepes. Common Rail szívórendszer.
Azt kell mondanunk, hogy ez az egyetlen boxer dízelmotor a világon.
Boxermotorról akkor beszélünk, amikor a dugattyúk kölcsönös párjai vízszintes síkban működnek. Ez az elrendezés nem igényli a főtengelyek gondos kiegyensúlyozását.
Ennek a motornak a gyengesége a kettős tömegű lendkerék, már ötezer kilométer előtt is meghibásodott. Reccsenés főtengely 2009-ig megsemmisültek főtengelyekés tengelytámaszok.
Ez a motor nagyon érdekes a kialakításában, jó tulajdonságokkal, de az ilyen motorokhoz szükséges pótalkatrészek hiánya tagadja előnyeit. Ezért a japán dízelmotorok kínálatában az ötödik kitüntető helyet adjuk neki.
4. hely
A negyedik helyre a Mazda 2.0 MZR-CD motort helyezzük. Ezt a dízelmotort 2002-ben kezdték gyártani, és telepítették Mazda autó 6, Mazda 6, MPV. Ez volt az első közös nyomócsöves Mazda-motor.
Négy hengeres, 16 szelepes. Két változat - 121 LE. és 136 LE, mindkettő 310 Nm nyomatékot fejleszt 2000-es fordulatszámon.
2005-ben korszerűsítésen esett át, továbbfejlesztett befecskendező rendszerrel és új befecskendező szivattyúval. Csökkentett a kompressziós arány és a motor katalizátorral való adaptálása a káros gázok kibocsátására. A teljesítmény 143 LE lett.
Két évvel később megjelent egy 140 LE-s motorral szerelt változat is, 2011-ben ez a motor ismeretlen okokból eltűnt a beépített motorok sorából.
Ez a motor nyugodtan ápolt 200 000 kilométert, ami után cserélni kellett a turbinát és a kettős tömegű lendkereket.
Vásárláskor alaposan tanulmányozza át a történetét, vagy ami még jobb, vegye ki a serpenyőt és nézze meg az olajteknőt.
3. hely
Szintén Mazda motor, Mazda 2.2 MZF-CD. Ugyanaz a motor, de nagyobb térfogattal. A mérnökök megpróbálták kiküszöbölni a régi kétliteres motor minden hiányosságát.
A megnövelt térfogat mellett korszerűsítették a befecskendező rendszert és egy másik turbinát is beépítettek. Piezo befecskendezőket szereltek erre a motorra, megváltoztatták a kompressziós arányt és radikálisan megváltoztatták a részecskeszűrőt, ami minden problémát okozott korábbi modell kétliteres motor.
Ám a környezetvédelemért folytatott globális küzdelem Európában és Japánban is minden motort megnehezít, és itt telepítik a rendszert, karbamid hozzáadásával a dízel üzemanyag keverékhez.
Mindez Euro5-re csökkenti a károsanyag-kibocsátást, de mint mindig, Oroszországban ez kivétel nélkül az összes modern dízelmotor számára gondot okoz. Ezt itt egyszerűen megoldják: a részecskeszűrőt kidobják, és az el nem égett kipufogógáz utóégetésére szolgáló szelepet elzárják.
Egyébként a motor megbízható és szerény
2. hely
Motor Toyota 2.0/2.2 D-4D.
Az első kétliteres Toyota 2.0 D-4D CD 2006-ban jelent meg. Négyhengeres, nyolcszelepes, öntöttvas blokk, vezérműszíj meghajtás, 116 LE. A motorok „CD” indexszel érkeztek.
A motorral kapcsolatban nagyon ritkák voltak a panaszok, ezek csak az injektorokra és a recirkulációs rendszerre fajultak. kipufogógázok. 2008-ban megszűnt, és egy 2,2 literes újra cserélték.
Toyota 2.0/2.2 D-4D AD
Már megkezdték a láncos gyártását, már 16 szelep van négy hengerhez. A blokkot alumíniumból kezdték gyártani öntöttvas hüvelyek. Ennek a motornak az indexe "AD" lett.
A motorok 2,0 literes és 2,2 literes változatban is kaphatók.
A legtöbb jó visszajelzés egy ilyen motorról, jó teljesítmény és alacsony üzemanyag-fogyasztás egyaránt. De voltak panaszok is, amelyek közül a fő az alumíniumfej oxidációja volt a hengerfejtömítéssel való érintkezési ponton, körülbelül 150-200 ezer km-es időszakban. futásteljesítmény
A fejtömítés cseréje nem segít, csak a hengerfej és a blokk köszörülése, és ez az eljárás csak a motor eltávolításával lehetséges. És egy ilyen javítás csak egyszer lehetséges, a motor nem bírja a fej és a blokk második csiszolását, a mélység kritikus lesz, ha a szelepek találkoznak a fejjel. Ezért ha 300-400 ezer kilométert tett meg a motor, egy köszörüléssel csak cserélni kell. Bár ez egy nagyon tisztességes forrás.
A Toyota 2009-ben megoldotta ezt a problémát, ilyen meghibásodások esetén saját költségükön garanciálisan újakra cserélték a motorokat. De a probléma nagyon ritkán fordul elő. Főleg azoknak, akik nem gyengék a 2,2 literes motoros modell legerősebb változatának begyújtásában.
Még mindig gyártanak és telepítenek ilyen motorokat különféle modellek autók: Raf4, Avensis, Corolla, Lexus IS és mások.
1 hely
Dízel Honda motor 2.2 CDTi. A legmegbízhatóbb kis lökettérfogatú dízelmotor. Nagyon termelékeny és nagyon gazdaságos dízelmotor.
Négyhengeres, 16 szelepes, változtatható lökettérfogatú turbófeltöltős, közös nyomócsöves befecskendező rendszer, bélelt alumínium blokk.
Az injektorokat a Bosch használja, és nem a szeszélyes és drága japán Denso-kat.
Ennek a motornak az elődjét még 2003-ban építették, 2.2 i-CTDi jellel. Nagyon sikeresnek bizonyult. Problémamentes, dinamikus és gazdaságos az üzemanyag-fogyasztás.
Modern mérlegelés alatt Honda motor A 2.2 CDTi 2008-ban jelent meg.
Természetesen nem voltak jellemző meghibásodások, de mindegyik rendkívül ritka. Repedések a kipufogócsőben, de az első kiadásokban megjelentek, a japánok reagáltak, és ez a következő kiadásokban nem fordult elő.
Néha meghibásodott a vezérműlánc-feszítő. Ezenkívül néha a turbina tengelyének játéka idő előtt megjelent.
Mindezek a hibák a túlzott állandó terhelésből és a rossz karbantartásból eredtek.
A Honda ezt a motort telepítette a modellekre Honda Civic, Accord, CR-V és mások.
Természetesen ez a motor rendelkezik a legalacsonyabb meghibásodásokkal és meghibásodásokkal a japán autógyártók összes többi motorjához képest.
Ötből öt pontot adunk neki, az első megtisztelő helyet adjuk neki, és kívánjuk, hogy legyen hasonló az autójában.
Ugyanebben az évben sikeresen tesztelték. A Diesel aktívan részt vesz a licencek értékesítésében új motor. Annak ellenére, hogy a nagy hatékonyság és a könnyű használhatóság összehasonlítva gőzgép az ilyen motor gyakorlati alkalmazása korlátozott volt: méretében és tömegében alacsonyabb volt az akkori gőzgépeknél.
Az első dízelmotorok növényi olajokkal vagy kőolajtermékekkel működtek. Érdekes módon kezdetben a szénport javasolta ideális tüzelőanyagnak. Kísérletek kimutatták, hogy a szénpor üzemanyagként való felhasználása lehetetlen – elsősorban magának a pornak és az égésből származó hamunak a magas koptató tulajdonságai miatt; Nagy gondok voltak a hengerek porellátásával is.
Működés elve
Négyütemű ciklus
- 1. intézkedés. Bemenet. 0° - 180°-os főtengely-forgásnak felel meg. A ~345-355°-ról nyitott szívószelepen keresztül levegő jut a hengerbe, 190-210°-nál pedig a szelep zár. A főtengely legalább 10-15°-os elfordulásáig a kipufogószelep egyidejűleg nyitva van, a szelepek közös nyitásának idejét ún. szelep átfedés .
- 2. mérték. Tömörítés. Megfelel a 180°-360°-os főtengely forgásnak. A TDC-be (felső holtpont) mozgó dugattyú a levegőt 16 (alacsony sebességnél) -25 (nagy sebességnél) sűríti.
- 3. intézkedés. Működő löket, tágulás. 360° - 540°-os főtengely forgásnak felel meg. Amikor az üzemanyagot forró levegőbe permetezzük, megindul az üzemanyag égése, azaz részleges elpárolgása, szabad gyökök képződése a cseppek felületi rétegeiben és gőzeiben, végül a fúvókán belépve fellángol és ég. az égéstermékek kitágulva lefelé mozgatják a dugattyút. A tüzelőanyag befecskendezése és ennek megfelelően gyulladása valamivel korábban történik, mint amikor a dugattyú eléri a holtpontot az égési folyamat tehetetlensége miatt. A különbség a benzinmotorok gyújtási időzítésétől az, hogy a késleltetés csak az indítási idő jelenléte miatt szükséges, amely minden egyes dízelmotorban állandó érték, és működés közben nem változtatható. A dízelmotorban így az üzemanyag elégetése hosszú ideig megy végbe, amíg az üzemanyag egy része a fúvókán keresztül tart. Ennek eredményeként a munkafolyamat viszonylag állandó gáznyomáson megy végbe, ezért a motor nagy nyomatékot fejleszt ki. Ebből két fontos következtetés következik.
- 1. Az égési folyamat egy dízelmotorban pontosan addig tart, ameddig egy adott üzemanyag adag befecskendezéséhez szükséges, de nem tovább, mint a munkalöket.
- 2. A dízel hengerben az üzemanyag/levegő arány jelentősen eltérhet a sztöchiometrikustól, és nagyon fontos a felesleges levegő biztosítása, mivel a fáklya lángja az égéstér térfogatának és a kamrában lévő légkörnek egy kis részét elfoglalja. végéig biztosítania kell a szükséges oxigéntartalmat. Ha ez nem történik meg, akkor az el nem égett szénhidrogének tömeges kibocsátása korommal történik - „a dízelmozdony „adja” a medvét.).
- 4. intézkedés. Kiadás. 540° - 720°-os főtengely-forgásnak felel meg. A dugattyú felfelé megy, a kipufogószelepen keresztül 520-530°-ban nyitva, a dugattyú kinyomja a kipufogógázokat a hengerből.
Az égéstér kialakításától függően többféle dízelmotor létezik:
- Egykamrás dízel: Az égéstér a dugattyúban van kialakítva, és az üzemanyagot a dugattyú feletti térbe fecskendezik be. A fő előnye az minimális fogyasztásüzemanyag. Hátrány - fokozott zaj („kemény munka”), különösen alapjáraton. Jelenleg intenzív munka folyik ennek a hiányosságnak a felszámolására. Például a Common Rail rendszer (gyakran többlépcsős) előbefecskendezést használ a működési durvaság csökkentése érdekében.
- Osztott kamrás dízel: üzemanyag kerül a kiegészítő kamrába. A legtöbb dízelmotorban egy ilyen kamrát (örvénynek vagy előkamrának nevezik) egy speciális csatorna köti össze a hengerrel, így összenyomva az ebbe a kamrába belépő levegő intenzíven kavarog. Ez elősegíti a befecskendezett üzemanyag megfelelő keveredését a levegővel és az üzemanyag teljesebb égését. Ezt a rendszert régóta optimálisnak tartják a könnyű dízelmotorok számára, és széles körben alkalmazták személygépkocsik. A rosszabb hatásfok miatt azonban az elmúlt két évtizedben az ilyen dízelmotorokat aktívan felváltották a folyamatos kamrával és Common Rail üzemanyag-ellátó rendszerrel rendelkező motorok.
Push-pull ciklus
Kétütemű dízelmotor öblítése: alul öblítse ki az ablakokat, felül nyitva a kipufogószelep
A fent leírt négyütemű cikluson kívül a dízelmotor kétütemű ciklust is használhat.
A munkalöket során a dugattyú leereszkedik, kinyitja a hengerfalban lévő kipufogóablakokat, ezeken keresztül távoznak a kipufogógázok, ezzel egy időben vagy valamivel később kinyílnak a szívóablakok, a hengert friss levegővel fújják ki a ventilátorból - ez Kész tisztító , a szívó- és kipufogólöketek kombinálásával. Amikor a dugattyú felemelkedik, minden ablak bezárul. A tömörítés attól a pillanattól kezdődik, amikor a szívóablak bezárul. Majdnem eléri a TDC-t, az üzemanyag kifröccsen a befecskendező szelepből és meggyullad. Tágulás következik be - a dugattyú leesik, és újra kinyitja az összes ablakot stb.
A tisztítás a push-pull ciklus eredendő gyenge láncszeme. Az öblítési idő más löketekhez képest kicsi és nem növelhető, különben a munkalöket hatékonysága csökken a lerövidülése miatt. Egy négyütemű ciklusban a ciklus fele ugyanazon folyamatokhoz van hozzárendelve. A kipufogó és a frisslevegő-töltet teljes szétválasztása sem lehetséges, így a levegő egy része elvész, és közvetlenül a levegőbe kerül. kipufogócső. Ha a löketváltást ugyanaz a dugattyú biztosítja, probléma merül fel az ablakok nyitásának és zárásának szimmetriájával kapcsolatban. A jobb gázcsere érdekében előnyösebb a kipufogó ablakok nyitását és zárását előmozdítani. Ekkor a korábban induló kipufogógáz biztosítja a visszamaradó gázok nyomásának csökkenését a hengerben az öblítés megkezdése előtt. Ha a kipufogó ablakok előzőleg zárva vannak és a szívóablakok továbbra is nyitva vannak, a henger levegővel töltődik fel, és ha a ventilátor gondoskodik túlnyomás, lehetővé válik a feltöltési lehetőség.
Az ablakok mind a kipufogógázok, mind a friss levegő beszívására használhatók; Ezt a fajta fújást rés- vagy ablakfújásnak nevezik. Ha a kipufogógázokat a hengerfejben lévő szelepen keresztül engedik ki, és az ablakokat csak a friss levegő beengedésére használják, a lefúvatást szelepnyílásnak nevezik. Vannak olyan motorok, ahol minden hengernek két ellentétes irányban mozgó dugattyúja van; minden dugattyú vezérli a saját ablakait - az egyik bemenet, a másik kipufogó (Fairbanks-Morse-Junkers-Koreivo rendszer: a D100 család e rendszerének dízelmotorjait a TE3, TE10 dízelmozdonyokon használták, tartálymotorok 4TPD, 5TD (F) ( T-64), 6TD (T -80UD), 6TD-2 (T-84), repülésben - Junkers bombázókon (Jumo 204, Jumo 205).
BAN BEN kétütemű motor a munkalöketek kétszer gyakrabban fordulnak elő, mint a négyüteműben, de az öblítés jelenléte miatt a kétütemű dízel legfeljebb 1,6-1,7-szer erősebb, mint egy azonos térfogatú négyütemű.
Jelenleg lassan halad kétütemű dízelek nagyon széles körben használják nagy tengeri hajókon közvetlen (hajtómű nélküli) hajtással propeller. Az azonos fordulatszámon végzett munkalöketek számának megduplázódása miatt a kétütemű ciklus akkor bizonyul előnyösnek, ha nem lehet növelni a forgási sebességet, ráadásul a kétütemű dízelmotor műszakilag könnyebben visszafordítható; az ilyen alacsony fordulatszámú dízelmotorok teljesítménye akár 100 000 LE is lehet.
Tekintettel arra, hogy nehéz megszervezni az örvénykamra (vagy előkamra) öblítését kétütemű ciklus során, a kétütemű dízelmotorok csak osztatlan égésterekkel készülnek.
Tervezési lehetőségek
A közepes és nehéz kétütemű dízelmotorokat a kompozit dugattyúk használata jellemzi, amelyek acélfejjel és ötvözött szoknyával rendelkeznek. Ennek a tervezési komplikációnak a fő célja a csökkentése össztömeg dugattyú, miközben megtartja a fenék lehető legnagyobb hőállóságát. Nagyon gyakran használnak olajalapú folyadékhűtésű kiviteleket.
Egy külön csoportban vannak kiosztva négyütemű motorok, amely keresztfejet tartalmaz a tervezésben. A keresztfejű motorokban az összekötő rúd a keresztfejhez van rögzítve - egy csúszka, amely rúddal (sodrócsap) kapcsolódik a dugattyúhoz. A keresztfej a vezetője – a keresztfej – mentén működik, anélkül, hogy magas hőmérsékletnek lenne kitéve, teljesen kiküszöbölve az oldalirányú erők hatását a dugattyúra. Ez a kialakítás jellemző a nagy hosszú löketekre hajómotorok, gyakran - kettős szereplés, a dugattyúlöket bennük elérheti a 3 métert; Az ilyen méretű törzsdugattyúk túlsúlyosak lennének, az ilyen súrlódási felülettel rendelkező törzsek jelentősen csökkentenék a dízelmotor mechanikai hatásfokát.
Megfordítható motorok
A dízelhengerbe befecskendezett üzemanyag elégése a befecskendezése során történik. Mivel a dízel alacsony fordulatszámon nagy nyomatékot termel, ami miatt a dízelmotoros autó „rezisztensebb” a mozgásban, mint az azonos benzinmotoros autó. Emiatt és a nagyobb hatékonyság miatt a legtöbb teherautók mobilok dízelmotorokkal felszerelve. Például 2007-ben Oroszországban szinte minden teherautót és buszt dízelmotorral szereltek fel (a járművek ezen szegmensének végső átállását a benzinmotorokról a dízelmotorokra a tervek szerint 2009-re fejezik be). Ez a tengeri motoroknál is előny, mivel a nagy nyomaték alacsony fordulatszámon megkönnyíti a motorteljesítmény hatékony felhasználását, a magasabb elméleti hatásfok (lásd Carnot ciklus) pedig nagyobb üzemanyag-hatékonyságot eredményez.
A benzinmotorokhoz képest kipufogógázok A dízelmotorok általában kevesebb szén-monoxidot (CO) termelnek, de a benzinmotorokban katalizátorok használatával ez az előny kevésbé észrevehető. A kipufogógázban észrevehető mennyiségben jelen lévő fő mérgező gázok a szénhidrogének (HC vagy CH), a nitrogén-oxidok (NO x) és a korom (vagy származékai) fekete füst formájában. Oroszország legnagyobb szennyezői a dízel teherautók és buszok, amelyek gyakran régiek és szabályozatlanok.
Egy másik fontos biztonsági szempont, hogy a dízel üzemanyag nem illékony (azaz nem párolog el könnyen), így a dízelmotorokban sokkal kisebb a tűzveszély, főleg, hogy nem használnak gyújtórendszert. A magas üzemanyag-hatékonysággal együtt ez lett az oka a dízelmotorok tartályokban való elterjedésének, mivel a mindennapi, nem harci üzemben csökkent az üzemanyag-szivárgás miatti tűzveszély a motortérben. A dízelmotorok kisebb tűzveszélyessége harci körülmények között mítosz, mivel a páncél átlyukasztásakor a lövedék vagy töredékei sokkal magasabb hőmérsékletűek, mint a gázolaj gőzének lobbanáspontja, és a kifolyt üzemanyagot is meglehetősen könnyen meggyújthatja. Dízel üzemanyag gőzök és levegő keverékének robbanása áttört üzemanyag tartály következményei hasonlóak a lőszer felrobbanásához; különösen a T-34 harckocsikban hegesztések megszakadásához és a páncélozott hajótest felső elülső részének kiütéséhez vezetett. Másrészt a dízelmotor a tartályépítésben rosszabb, mint a karburátor teljesítménysűrűség, és ezért bizonyos esetekben (nagy teljesítmény kis motortér mellett) előnyösebb lehet a karburátor használata tápegység(bár ez jellemző a túl könnyű harci egységekre).
Természetesen vannak hátrányai is, ezek között szerepel a dízelmotor jellegzetes kopogó hangja járás közben. Azonban főként a dízelmotoros autók tulajdonosai veszik észre őket, és gyakorlatilag láthatatlanok a kívülálló számára.
A dízelmotorok nyilvánvaló hátrányai a nagy teljesítményű önindító használatának szükségessége, a nyári dízel üzemanyag zavarossága és megszilárdulása (gyantázása) alacsony hőmérsékleten, bonyolultság és magasabb javítási költség. üzemanyag-felszerelés, mivel a nagynyomású szivattyúk precíziós eszközök. A dízelmotorok rendkívül érzékenyek az üzemanyag mechanikai részecskék és víz általi szennyezésére is. A dízelmotorok javítása általában jelentősen drágább, mint a javítás azonos osztályú benzinmotorok. A dízelmotorok literes teljesítménye általában szintén alacsonyabb, mint a benzinmotoroké, bár a dízelmotorok simább és nagyobb nyomatékkal rendelkeznek a munkatérfogatban. Egészen a közelmúltig a dízelmotorok környezeti teljesítménye jelentősen gyengébb volt, mint a benzinmotoroké. A klasszikus, mechanikusan vezérelt befecskendezéses dízelmotorokba csak 300 °C feletti kipufogógáz-hőmérsékleten működő kipufogógáz-oxidációs katalizátorokat lehet beépíteni, amelyek csak a CO-t és a CH-t oxidálják szén-dioxiddá (CO 2) és vízzé, amelyek emberre ártalmatlanok. . Korábban ezek a konverterek meghibásodtak a kénvegyületek által okozott mérgezés miatt (a kipufogógázokban lévő kénvegyületek mennyisége közvetlenül függ a dízel üzemanyagban lévő kén mennyiségétől) és a koromrészecskék lerakódása a katalizátor felületén. A helyzet csak ben kezdett változni utóbbi évek az úgynevezett Common rail rendszer dízelmotorjainak bevezetése kapcsán. Az ilyen típusú dízelmotorokban az üzemanyag-befecskendezést elektronikusan vezérelt befecskendezők végzik. A vezérlő elektromos impulzust a az elektronikus egység vezérlő, amely egy sor érzékelőtől veszi a jeleket. Az érzékelők a motor különböző paramétereit figyelik, amelyek befolyásolják az üzemanyag-impulzus időtartamát és időzítését. Tehát összetettségét tekintve egy modern dízelmotor - és környezetileg olyan tiszta, mint egy benzinmotor - semmivel sem rosszabb benzines társánál, és számos paraméterben (komplexitásban) jelentősen felülmúlja azt. Tehát például, ha egy hagyományos, mechanikus befecskendezéssel rendelkező dízelmotor befecskendező szelepeiben az üzemanyagnyomás 100-400 bar (megközelítőleg a „légkörnek megfelelő”), akkor a legújabb rendszereket A „Common-rail” 1000 és 2500 bar közötti tartományban van, ami jelentős problémákkal jár. Ezenkívül a modern közlekedési dízelmotorok katalitikus rendszere sokkal bonyolultabb, mint a benzinmotoroké, mivel a katalizátornak „képesnek kell lennie” instabil kipufogógáz-összetételű körülmények között dolgozni, és bizonyos esetekben be kell vezetni az ún. részecske szűrő» (DPF - részecskeszűrő). A "részecskeszűrő" a hagyományos katalizátorhoz hasonló szerkezet, közé szerelve kipufogócső dízel és katalizátor a kipufogógáz-áramban. A részecskeszűrőben fejlődik hőség, amelyben a koromrészecskéket a kipufogógázokban lévő maradék oxigén képes oxidálni. A korom egy része azonban nem mindig oxidálódik, és a „részecskeszűrőben” marad, ezért a vezérlőegység programja időszakonként a motort „részecskeszűrő tisztítás” üzemmódba kapcsolja az úgynevezett „utóbefecskendezéssel”, azaz az égési fázis végén további üzemanyag befecskendezése a hengerekbe a gázok hőmérsékletének emelése érdekében, és ennek megfelelően a szűrő tisztítása a felgyülemlett korom elégetésével. A közlekedési dízelmotorok tervezésében a de facto szabvány a turbófeltöltő jelenléte, az utóbbi években pedig az „intercooler” - a levegőt hűtő készülék. után kompresszió turbófeltöltővel - hogy lehűlés után többet kapjunk tömeg levegő (oxigén) az égéstérben a kollektorok azonos áteresztőképessége mellett, és A feltöltő lehetővé tette a sorozatgyártású dízelmotorok fajlagos teljesítményjellemzőinek növelését, mivel lehetővé teszi nagy mennyiség levegő a hengereken keresztül.
Lényegében a dízelmotor felépítése hasonló a dízelmotoréhoz benzinmotor. A dízelmotor hasonló részei azonban nehezebbek és jobban ellenállnak a dízelmotorokban fellépő nagy kompressziós nyomásoknak, különösen a hengertükör felületén durvább, de a hengerblokk falainak keménysége magasabb. A dugattyúfejeket azonban kifejezetten a dízelmotorok égési jellemzőire tervezték, és szinte mindig nagyobb sűrítési arányra tervezték. Ezenkívül a dízelmotorok dugattyúfejei (az autók dízelmotorjainál) a hengerblokk felső síkja felett helyezkednek el. Egyes esetekben - régebbi dízelmotorokban - a dugattyúfejek égésteret tartalmaznak („közvetlen befecskendezés”).
Alkalmazási területek
A dízelmotorokat helyhez kötött erőművek, sínen (dízelmozdonyok, dízelmozdonyok, dízelvonatok, motorkocsik) és pálya nélküli (személygépkocsik, buszok, teherautók) hajtására használják. járművek, önjáró gépek és mechanizmusok (traktorok, aszfalthengerek, kaparók stb.), valamint a hajógyártásban fő- és segédmotorként.
Mítoszok a dízelmotorokról
Turbófeltöltős dízel motor
- A dízelmotor túl lassú.
A modern turbófeltöltős dízelmotorok sokkal hatékonyabbak elődeiknél, sőt olykor felülmúlják azonos lökettérfogatú szívó (nem turbófeltöltős) benzines társaikat. Ezt bizonyítja a Le Mans-i 24 órás futamot megnyerő Audi R10 dízel prototípusa és az új BMW motorok, amelyek teljesítményükben nem maradnak el a szívó (nem turbófeltöltős) benzinmotoroktól és egyben. hatalmas nyomatékuk van.
- A dízelmotor túl hangos.
A motor hangos működése a nem megfelelő működést és lehetséges meghibásodások. Valójában néhány régebbi közvetlen befecskendezéses dízel meglehetősen kemény. A nagynyomású akkumulátoros tüzelőanyag-rendszerek ("Common-rail") megjelenésével a dízelmotorok jelentősen csökkentették a zajt, elsősorban az egyik befecskendező impulzus több részre osztása miatt (általában 2-5 impulzus).
- A dízelmotor sokkal gazdaságosabb.
A fő hatásfok a dízelmotor magasabb hatásfokának köszönhető. Egy modern dízelmotor átlagosan akár 30%-kal kevesebb üzemanyagot fogyaszt. A dízelmotor élettartama hosszabb, mint a benzinmotoré, és elérheti a 400-600 ezer kilométert. A dízelmotorok alkatrészei valamivel drágábbak, és a javítási költségek is magasabbak, különösen az üzemanyag-felszerelések esetében. A fenti okok miatt a dízelmotor működési költségei valamivel alacsonyabbak, mint a benzinmotoroké. A benzinmotorokhoz képest a megtakarítás a teljesítménnyel arányosan nő, ami meghatározza a dízelmotorok haszongépjárművekben és nehézgépjárművekben való alkalmazásának népszerűségét.
- A dízelmotort nem lehet úgy átalakítani, hogy olcsóbb gázt használjon üzemanyagként.
A dízelmotorok építésének első pillanataitól kezdve nagy mennyiség különböző összetételű gázzal történő működésre tervezték őket. Alapvetően kétféleképpen lehet a dízelmotorokat gázzá alakítani. Az első módszer az, hogy sovány gáz-levegő keveréket juttatnak a hengerekbe, összenyomják és meggyújtják egy kis dízel üzemanyagsugárral. Az így működő motort gáz-dízel motornak nevezzük. A második módszer egy dízelmotor átalakítása a kompressziós arány csökkentésével, gyújtórendszer beépítésével, és valójában egy dízelmotor építésével. gázmotor az alapján.
Rekorddöntők
Legnagyobb/erős dízelmotor
Konfiguráció - 14 henger egy sorban
Munkatérfogat - 25 480 liter
Henger átmérője - 960 mm
Dugattyúlöket - 2500 mm
Átlagos effektív nyomás - 1,96 MPa (19,2 kgf/cm²)
Teljesítmény - 108 920 LE. 102 ford./percnél. (literenkénti hozam 4,3 LE)
Nyomaték - 7 571 221 Nm
Üzemanyag-fogyasztás - 13 724 liter óránként
Száraz tömeg - 2300 tonna
Méretek - hossza 27 méter, magassága 13 méter
A legnagyobb teherautó dízelmotor
MTU 20V400 BelAZ-7561 bányászati dömperre való felszerelésre tervezték.
Teljesítmény - 3807 LE 1800 ford./percnél. ( Fajlagos fogyasztásüzemanyag névleges teljesítményen 198 g/kW*h)
Nyomaték - 15728 Nm
A legnagyobb/legerősebb sorozatgyártású dízelmotor sorozatgyártású személygépkocsikhoz
Audi 6.0 V12 TDI 2008 óta telepítik az Audi Q7-re.
Konfiguráció - 12 hengeres V-alakú, dőlésszöge 60 fok.
Munkatérfogat - 5934 cm³
Henger átmérője - 83 mm
Dugattyúlöket - 91,4 mm
Tömörítési arány - 16
Teljesítmény - 500 LE 3750 ford./percnél. (literenkénti teljesítmény - 84,3 LE)
Nyomaték - 1000 Nm 1750-3250 ford./perc tartományban.
Némileg különbözik a benzin analógoktól. A fő különbségnek az üzemanyag-levegő keverék gyulladása tekinthető, amely nem külső forrásból (gyújtószikra), hanem erős kompresszióból és melegítésből következik be.
Más szóval, az üzemanyag öngyulladása dízelmotorban történik. Ebben az esetben az üzemanyagot rendkívül nagy nyomás alatt kell betáplálni, mivel az üzemanyagot a lehető leghatékonyabban porlasztani kell a dízelmotor hengereiben. Ebben a cikkben arról fogunk beszélni, hogy mely dízelmotor-befecskendező rendszereket használják ma aktívan, és figyelembe vesszük azok tervezését és működési elvét is.
Olvassa el ebben a cikkben
Hogyan működik a dízelmotor üzemanyagrendszere?
Amint fentebb említettük, egy dízelmotorban az üzemanyag és a levegő munkakeverékének öngyulladása történik. Ebben az esetben először csak levegőt juttatnak a hengerbe, majd ezt a levegőt erősen összenyomják és kompresszióval felmelegítik. Az égés létrejöttéhez a kompressziós löket vége felé kell alkalmazni.
Mivel a levegő erősen sűrített, az üzemanyagot is nagy nyomás alatt kell befecskendezni, és hatékonyan porlasztani kell. Különbözőben dízel nyomás A befecskendezés változhat, átlagosan 100 atmoszférától kezdve, és több mint 2 ezer atmoszféra lenyűgöző mutatójával végződik.
A leghatékonyabb üzemanyag-ellátás és a töltet öngyulladásának és a keverék teljes égésének optimális feltételeinek biztosítása érdekében az üzemanyag-befecskendezés dízel-befecskendezőn keresztül történik.
Kiderült, hogy függetlenül attól, hogy milyen típusú energiarendszert használnak, a dízelmotorokban mindig két fő elem van:
- készülék magas üzemanyagnyomás létrehozására;
Más szóval, sok dízelmotoron a nyomást egy (nagynyomású üzemanyag-szivattyú) hozza létre, és a dízel üzemanyagot befecskendező szelepeken keresztül juttatják a hengerekbe. Ami a különbségeket illeti, a különböző tüzelőanyag-ellátó rendszerekben a szivattyúnak lehet ilyen vagy olyan kialakítása, és maguk a dízel befecskendezők is különböznek a kialakításukban.
Az energiaellátó rendszerek bizonyos helyeken is eltérhetnek alkotóelemei, különböző vezérlési sémákkal rendelkeznek stb. Nézzük meg részletesebben a dízelmotor-befecskendező rendszereket.
Dízelmotor-erőrendszerek: áttekintés
Ha felosztjuk a legelterjedtebb dízelmotor-erőrendszereket, a következő megoldásokat emelhetjük ki:
- In-line befecskendező szivattyún (in-line befecskendező szivattyún) alapuló áramellátó rendszer;
- Üzemanyag-ellátó rendszer, amely elosztó típusú befecskendező szivattyúval rendelkezik;
- Egység-injektoros oldatok;
- Common Rail üzemanyag-befecskendezés (nagynyomású akkumulátor közös nyomócsöves rendszerben).
Ezeknek a rendszereknek is nagyszámú altípusa van, és minden esetben egyik vagy másik típus a fő.
- Tehát kezdjük a legegyszerűbb sémával, amely feltételezi a soros üzemanyag-szivattyú jelenlétét. A soros befecskendező szivattyú egy régóta ismert és bevált megoldás, amelyet évtizedek óta alkalmaznak dízelmotoroknál. Ezt a típusú szivattyút széles körben használják speciális berendezéseken, teherautókon, buszokon stb. Ha összehasonlítja más rendszerekkel, a szivattyú mérete és súlya meglehetősen nagy.
Dióhéjban, a soros befecskendező szivattyú alapja. Számuk megegyezik a motor hengereinek számával. A dugattyúpár egy henger, amely az „üvegben” (hüvelyben) mozog. Felfelé haladva az üzemanyag összenyomódik. Ezután, amikor a nyomás eléri a kívánt értéket, egy speciális szelep nyílik ki.
Ennek eredményeként az elősűrített üzemanyag belép a befecskendező szelepbe, majd befecskendezés történik. Miután a dugattyú elkezd lefelé mozogni, kinyílik az üzemanyag bemeneti csatorna. A csatornán keresztül az üzemanyag kitölti a dugattyú feletti teret, majd a ciklus megismétlődik. Annak biztosítására, hogy a dízel üzemanyag a dugattyúpárokba kerüljön, a rendszer emellett külön nyomásfokozó szivattyúval is rendelkezik.
Maguk a dugattyúk azért működnek, mert a szivattyú bütykös tengellyel rendelkezik. Ez a tengely hasonlóan működik, mint ahol a bütykök "nyomják" a szelepet. Magát a szivattyú tengelyét a motor hajtja, mivel a befecskendező szivattyú egy befecskendező tengelykapcsolóval csatlakozik a motorhoz. Ez a tengelykapcsoló lehetővé teszi a működés javítását és az üzemanyag-befecskendező szivattyú beállítását a motor működése közben.
- Az elosztószivattyúval ellátott áramellátó rendszer nem sokban különbözik a soros befecskendező szivattyús áramkörtől. Az elosztó befecskendező szivattyú felépítésében hasonló a soros szivattyúhoz, de a dugattyúpárok száma lecsökkent benne.
Más szóval, ha egy soros szivattyú párra van szükség minden hengerhez, akkor egy elosztó szivattyúban 1 vagy 2 dugattyúpár elegendő. A helyzet az, hogy ebben az esetben egy pár elegendő 2, 3 vagy akár 6 henger üzemanyag ellátásához.
Ez annak köszönhető, hogy a dugattyú nemcsak felfelé (kompressziós) és lefelé (szívás) tudott mozogni, hanem a tengelye körül is foroghatott. Ez a forgás lehetővé tette a kimeneti lyukak váltakozó nyílását, amelyen keresztül a gázolaj nagy nyomással jut a befecskendezőkhöz.
Ennek a rendszernek a továbbfejlesztése egy modernebb forgó befecskendező szivattyú megjelenéséhez vezetett. Ez a szivattyú egy forgórészt használ, amelybe dugattyúk vannak beépítve. Ezek a dugattyúk egymás felé mozognak, és a rotor forog. Így sűrítik össze és osztják el a dízel üzemanyagot a motor hengerei között.
Az elosztószivattyú és fajtáinak fő előnye a kisebb súly és a kompaktság. Ezzel egyidejűleg konfigurálja ez az eszköz nehezebb. Emiatt áramkörök is használatosak elektronikus vezérlésés kiigazítások.
- A szivattyú-befecskendező áramellátó rendszer egy olyan áramkör, amely kezdetben nem rendelkezik külön befecskendező szivattyúval. Pontosabban, az injektor és a szivattyú rész egy házban volt kombinálva. A már ismert dugattyúpáron alapul.
A megoldás számos előnnyel rendelkezik az üzemanyag-befecskendező szivattyút használó rendszerekhez képest. Először is, az egyes hengerek üzemanyag-ellátása könnyen beállítható. Továbbá, ha az egyik injektor meghibásodik, a többi működni fog.
Ezenkívül a szivattyú befecskendezők használata lehetővé teszi, hogy megszabaduljon a külön befecskendező szivattyú meghajtásától. A szivattyú befecskendező szelepében lévő dugattyúkat a beépített vezérmű-vezérműtengely hajtja meg. Az ilyen tulajdonságok lehetővé tették, hogy a szivattyú-befecskendezős dízelmotorok ne csak a teherautókban, hanem a nagyméretű személygépkocsikban is elterjedjenek (például dízel SUV-k).
- A Common Rail rendszer az egyik leginkább modern megoldások területen üzemanyag-befecskendezés. Is ezt a sémát tápegység lehetővé teszi a maximális hatékonyság elérését, ugyanakkor magas. Ugyanakkor csökken a kipufogógázok toxicitása.
A rendszert a német Bosch cég fejlesztette ki a 90-es években. Tekintettel a rövid időn belüli nyilvánvaló előnyökre, a túlnyomó többség dízel belsőégésű motorok A személy- és teherautókat kizárólag Common Rail rendszerrel kezdték felszerelni.
A készülék általános kialakítása az úgynevezett nagynyomású akkumulátoron alapul. Egyszerűen fogalmazva, az üzemanyag állandó nyomás alatt van, majd az injektorokhoz kerül. Ami a nyomástárolót illeti, ez az akkumulátor valójában üzemanyagvezeték, ahol az üzemanyag befecskendezése külön befecskendező szivattyú segítségével történik.
A Common Rail rendszer részben benzinre emlékeztet befecskendező motor, amely üzemanyag-elosztócső fúvókákkal. A benzint a tartályból egy benzinszivattyú alacsony nyomáson pumpálja a rámpárába (üzemanyag-elosztócső). A dízelmotorban a nyomás sokkal nagyobb, az üzemanyagot befecskendező szivattyú szivattyúzza.
Tekintettel arra, hogy a nyomás az akkumulátorban állandó, lehetővé vált a gyors és „többrétegű” üzemanyag-befecskendezés a befecskendezőkön keresztül. A Common Rail motorok modern rendszerei lehetővé teszik az injektorok akár 9 adagolt befecskendezést.
Ennek eredményeként az ilyen teljesítményrendszerrel rendelkező dízelmotor gazdaságos, termelékeny, simán, csendesen és rugalmasan működik. Ezenkívül a nyomástároló használata lehetővé tette a dízelmotorok üzemanyag-befecskendező szivattyúinak tervezését.
Tegyük hozzá, hogy a nagy pontosságú befecskendezés a Common Rail motorokon teljesen elektronikus, mivel a rendszer működését külön vezérlőegység felügyeli. A rendszer egy érzékelőcsoportot használ, amely lehetővé teszi a vezérlő számára, hogy pontosan meghatározza, mennyi gázolajat kell a hengerekbe juttatni, és milyen pillanatban.
Foglaljuk össze
Amint láthatja, a figyelembe vett dízelmotor-rendszerek mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai. Ha a legegyszerűbb megoldásokról beszélünk egy soros befecskendező szivattyúval, akkor ezek fő előnye a javítás lehetősége és a karbantartás elérhetősége.
A szivattyú befecskendezőkkel ellátott rendszerekben emlékeznie kell arra, hogy ezek az elemek érzékenyek az üzemanyag minőségére és tisztaságára. Még a legkisebb részecskék is károsíthatják a szivattyú befecskendező szelepét, ami miatt a drága elemet ki kell cserélni.
Ami a Common Rail rendszereket illeti, a fő hátrány nemcsak az ilyen megoldások magas kezdeti költsége, hanem a későbbi javítások és karbantartások összetettsége és magas költsége is. Emiatt folyamatosan ellenőrizni kell az üzemanyag minőségét és az üzemanyagszűrők állapotát, valamint időben el kell végezni az ütemezett karbantartásokat.
Olvassa el is
Fajták dízel befecskendezők különféle nagynyomású üzemanyag-ellátó rendszerekben. Működési elv, fúvókák vezérlési módjai, tervezési jellemzők.
Ha néhány szóban leírjuk a dízelmotor működési elvét, akkor elmondhatjuk, hogy ez nagyban függ az égéstérben kialakuló nyomástól. Nem sok különbség van a benzinmotorokhoz képest: van blokk, hengerfej és befecskendezők, amelyek némileg hasonlítanak a korábban használtakhoz. befecskendező rendszer injekció Az egyetlen lényeges különbség az üzemanyag-levegő keverék nem a gyújtógyertya elektródái között ugró szikrától gyullad meg, hanem a gázolajat felmelegítő és meggyújtó kolosszális légsűrítéstől. Mivel a hengerek nyomása nagyon magas, a szelepeknek nagy terhelést kell ellenállniuk. A dízelmotorokat leginkább teherautókban használják, de gyakran találkozhatunk dízel üzemanyaggal üzemelő személygépkocsikkal is.
Üzemanyag begyújtása dízelmotorban
A dízelmotor az üzemanyag kompressziós gyújtásán alapul. Ezenkívül az égéstérbe belépő dízel üzemanyag egyesül a felmelegített levegővel. Ez a különbség a benzinmotor keverékének képződésében - a dízel üzemanyag és a levegő egymástól függetlenül jut be az égésterekbe, és közvetlenül a gyújtás előtt összekeverik. Először is bejut egy kis levegő. Amikor összehúzódik, elkezd felmelegedni (kb. 800 fokig). Az üzemanyag 10-30 MPa nyomás alatt lép be a hengerbe. Ezt követően meggyullad. Működés közben nagy a zaj, és a rezgésszint meglehetősen magas. Ezzel az egyszerű jellel lehet a legkönnyebben megkülönböztetni egy autót dízel motor. A kialakításában egyébként még vannak gyertyák, de a rendeltetésük teljesen más. Nem gyújtják meg a keveréket, hanem felmelegítik az égéstereket, hogy télen könnyebb legyen a motor beindítása. Izzítógyertyáknak hívják őket.
Léteznek két- és négyütemű dízelmotorok is. Ez utóbbiakat a legtöbb autón használják, és ebben az üzemmódban működnek:
- Beszívás stroke.
- A levegőt összenyomják és az üzemanyagot befecskendezik.
- A gyúlékony keverék felrobbanása a dugattyú lefelé mozgását okozza, ami munkalöketet eredményez.
- A kipufogógázok felszabadulnak, kezdődik az első löket.
Dízelmotor izzítógyertyák
Egy ideig a dízel üzemanyag volt alacsony költségű, így jelentős volt a megtakarítás a dízelautók tulajdonosainak. De itt jelentős felújítás például sokkal drágább, ellentétben a benzinmotorral. A dízelmotor kialakítása pedig a legtöbb autós számára ismeretlen.
Milyen típusú dízelmotorok léteznek?
Ha tervezés szerint osztunk, csak három típust különböztethetünk meg:
- Osztott égésterű motorok. A lényeg egyszerű - az üzemanyag-levegő keverék nem kerül azonnal az égéstérbe. Kezdetben egy külön rekeszbe kerül, amelyet örvénykamrának neveznek. Ez a kamera a hengerfejben található. Egy kis csatorna van az égéstér és ez a rekesz között. Az örvénykamrában lehet a levegőt nagy nyomásra összenyomni. Ennek következtében a fűtése erősebb lesz, és javul az üzemanyag gyulladása. Az üzemanyag kezdeti gyulladása ebben a rekeszben történik. Ezután a folyamat simán átkerül a fő égéstérbe.
- Nem rekeszekre osztott égéstérrel. Az ilyen motorok maximális zajszinttel rendelkeznek, de kevesebb üzemanyagot fogyasztanak. A dugattyúban kis mélyedések vannak, amelyekbe üzemanyag keverék. Közvetlenül a dugattyú felett gyullad meg, majd a robbanás ereje lenyomja.
- Az előkamrás belső égésű motorok kialakításában beépített előkamra van. Több vékony csatorna megy belőle a fő égéstérbe. Az ilyen típusú dízelmotor jellemzőinek többsége (zajszint, élettartam, toxicitás, üzemanyag-fogyasztás, keletkezett rezgések, teljesítmény) a csatornák számától, vastagságától és alakjától függ.
Dízelmotor befecskendezők
Az üzemanyagrendszer fő elemei
Azt mondhatjuk, hogy az üzemanyagrendszer a dízelmotor alapja. Előre meghatározott nyomáson szállítja az üzemanyagot az égéstérbe. Ezenkívül szigorúan meghatározott mennyiségű gázolajra és levegőre van szükség. A rendszer fő elemei:
- Üzemanyag-befecskendező szivattyú (nagynyomású üzemanyag-szivattyú).
- Üzemanyagszűrő.
- Injektorok.
Tekintsük részletesebben a dízelmotor üzemanyagrendszerének kialakítását.
Nagynyomású üzemanyag-szivattyú
A következő típusú szivattyúkat főként olyan autókra szerelik fel, amelyek ma az utakon találhatók:
- Terjesztés.
- Dugattyú (in-line).
A szivattyú feladata, hogy üzemanyagot vegyen ki a tartályból és továbbítsa az injektorokhoz. Sőt, működése számos paramétertől függ, beleértve a turbina légnyomását, a főtengely fordulatszámát és egyéb dolgokat. A fő különbség az egyszerű benzines autókra szerelt szivattyúkhoz képest, hogy a dízelmotoros szivattyúnak sokkal nagyobb üzemanyagnyomást kell létrehoznia, hogy továbbra is közvetlenül az égéstérbe fecskendezhető legyen, amely már nagy nyomású levegőt tartalmaz.
Dízelmotor nagynyomású üzemanyag-szivattyú
Üzemanyagszűrő
Minden motornak saját, pótolhatatlan típusú szűrője van. Ahogy a neve is sugallja, a tartályból érkező gázolajat meg kell tisztítani. Minden, még a legkisebb részecskét is megtartanak. Ezenkívül eltávolítja a felesleges levegőt és nedvességet a rendszerből.
Üzemanyag befecskendezők
A nagynyomású szivattyú erősen kapcsolódik az injektorokhoz. Ez a két elem határozza meg, hogy az üzemanyag időben belép-e az égéstérbe (és porlasztani kell, amikor a dugattyú a felső holtpontban van). A következő típusú befecskendezőket használják a modern dízelmotorok tervezésében:
- Többlyukú.
- Betűterjesztővel.
A fúvókaelosztó felelős a pisztoly formájáért, hogy a tüzelőanyag egyenletesen áramoljon az égéstérbe, és gyulladása a leghatékonyabban történjen.
Előfűtés és turbina
Dízelmotor turbina
A hidegindító rendszert közvetlenül a motor beindítása előtt fel kell melegíteni. Amint már említettük, az égéstérben olyan gyertyák vannak, amelyek forrasztópákaként működnek - spirált tartalmaznak, elektromos áram hatására kilencszáz fokra felmelegszik. Az égéstérbe belépő összes levegő szintén felmelegszik. Az ilyen rendszer közvetlenül az indítás előtt aktiválódik, és a motor indítása után negyed perccel kikapcsol. Nem vesz részt a munkafolyamatban. Ennek a rendszernek köszönhetően könnyebb elindítani a motort erős fagyok esetén (kivéve, ha a tartályban és az üzemanyagvezetékben lévő gázolaj zselészerű megjelenést kölcsönöz).
De egy turbófeltöltő rendszer jelentősen növelheti a motor által termelt teljesítményt. Ennek köszönhetően nagy mennyiségű levegőt szivattyúznak. Ennek eredményeként az üzemanyag égési folyamata jelentősen javul. Annak érdekében, hogy a levegő nyomás alatt áramoljon bármilyen üzemmódban, egy speciális turbófeltöltő van felszerelve. Gondoljuk át általános vázlat dízelmotor turbina kialakítása. Turbina - két járókerékből áll, amelyek egy acél tengelyen helyezkednek el. Ezenkívül az egyik járókerék a kipufogócsőben található, és kipufogógázok forgatják. Ebben az esetben a tengely elkezdi továbbítani a forgó mozgást a második járókeréknek, amely már a szívócsőben található. Segítségével további légnyomás jön létre a szívócsatornában. A turbófeltöltő rendszer öntöttvas házban kapott helyet. Mint minden motor alkatrésze, a ház is kopásnak van kitéve. A járókerék fordulatszáma nagyon magas, pontosan ezért történik a roncsolás. A turbinaház csiga alakú, így a gázáramlás komplex mozgása megy végbe benne, meghajtva a teljes nyomástartó mechanizmust. A turbina gyártásánál rendkívül fontos az összes alkatrész pontos öntése és illesztése.
Konklúzió helyett
A dízelmotorok hátrányaival és előnyeivel kapcsolatos viták megjelenésük óta hallhatók. Lehetetlen egyértelműen kijelenteni, hogy egy dízelmotor az a helyes választás. Az, hogy dízelmotoros autót választ-e vagy sem, mindenki maga dönti el. Ezért tudni kell, hogyan teljesít a dízelmotor különböző terhelések mellett és bizonyos éghajlati viszonyok között.