Οι κινητήρες ντίζελ είναι πολύ συνηθισμένοιεπιβατικά αυτοκίνητα. Πολλά μοντέλα έχουν τουλάχιστον μία επιλογή κινητήρα. Και αυτό δεν περιλαμβάνει φορτηγά, λεωφορεία και εξοπλισμό κατασκευής, όπου χρησιμοποιούνται παντού. Επιπλέον, τι είναι ένας κινητήρας ντίζελ, ο σχεδιασμός, η αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά συζητούνται.
Ορισμός
Αυτή η μονάδα είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης εμβόλου, η λειτουργία του οποίου βασίζεται στην αυθόρμητη ανάφλεξη του ψεκασμένου καυσίμου από θέρμανση ή συμπίεση.
Χαρακτηριστικά σχεδιασμού
Ο βενζινοκινητήρας έχει τον ίδιο σχεδιασμόστοιχεία ως ντίζελ. Το συνολικό σχήμα λειτουργίας είναι επίσης παρόμοιο. Η διαφορά έγκειται στις διαδικασίες σχηματισμού του μείγματος αέρα-καυσίμου και της καύσης του. Επιπλέον, οι κινητήρες ντίζελ διακρίνονται από πιο ανθεκτικά ανταλλακτικά. Αυτό οφείλεται περίπου στο διπλάσιο του λόγου συμπίεσης των βενζινοκινητήρων (19-24 έναντι 9-11).
Ταξινόμηση
Με το σχεδιασμό του θαλάμου καύσης, οι κινητήρες ντίζελ χωρίζονται σε παραλλαγές με ξεχωριστό θάλαμο καύσης και με άμεσο ψεκασμό.
Στην πρώτη περίπτωση, ο θάλαμος καύσης διαχωρίζεται απόκύλινδρο και συνδέεται σε αυτό μέσω ενός καναλιού. Όταν συμπιέζεται, ο αέρας που εισέρχεται στον θάλαμο τύπου δίνης στροβιλίζεται, γεγονός που βελτιώνει το σχηματισμό και την αυτοανάφλεξη του μίγματος, που ξεκινά εκεί και συνεχίζεται στον κύριο θάλαμο. Οι κινητήρες ντίζελ αυτού του τύπου ήταν προηγουμένως ευρέως διαδεδομένοι στα επιβατικά αυτοκίνητα λόγω του γεγονότος ότι διέφεραν σε χαμηλότερο επίπεδο θορύβου και ένα ευρύ φάσμα στροφών από τις επιλογές που συζητούνται παρακάτω.
Σε πετρελαιοκινητήρες με απευθείαςέγχυση, ο θάλαμος καύσης βρίσκεται στο έμβολο και το καύσιμο τροφοδοτείται στον παραπάνω χώρο του εμβόλου. Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιήθηκε αρχικά σε κινητήρες χαμηλής ταχύτητας και μεγάλου όγκου. Περιείχαν υψηλά επίπεδα θορύβου και κραδασμών και χαμηλή κατανάλωση καυσίμου. Αργότερα, με την εμφάνιση ηλεκτρονικά ελεγχόμενων αντλιών καυσίμου υψηλής πίεσης και βελτιστοποίησης καύσης, οι σχεδιαστές πέτυχαν σταθερή απόδοση έως και 4500 σ.α.λ. Επιπλέον, η απόδοση έχει αυξηθεί, τα επίπεδα θορύβου και κραδασμών έχουν μειωθεί. Μεταξύ των μέτρων για τη μείωση της ακαμψίας της εργασίας - προ-ένεση πολλαπλών σταδίων. Λόγω αυτού, οι κινητήρες αυτού του τύπου έχουν διαδοθεί τις τελευταίες δύο δεκαετίες.
Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι κινητήρες ντίζελ χωρίζονται σε τετράχρονους και δίχρονους, καθώς και σε βενζινοκινητήρες. Τα χαρακτηριστικά τους συζητούνται παρακάτω.
Αρχή της λειτουργίας
Για να καταλάβουμε τι είναι το ντίζελ και τιΛόγω των λειτουργικών χαρακτηριστικών του, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η αρχή της λειτουργίας. Η παραπάνω ταξινόμηση των κινητήρων εσωτερικής καύσης εμβόλου βασίζεται στον αριθμό κινήσεων που περιλαμβάνονται στον κύκλο εργασίας, οι οποίες διακρίνονται από την τιμή της γωνίας περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα.
Κατά συνέπεια, ο κύκλος λειτουργίας των τετράχρονων κινητήρων περιλαμβάνει 4 φάσεις.
- Εισπνοή. Εμφανίζεται όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται από 0 σε 180 °.Σε αυτήν την περίπτωση, ο αέρας εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω μιας βαλβίδας εισαγωγής ανοικτής στους 345-355 °. Ταυτόχρονα με αυτό, κατά την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα κατά 10-15 °, η βαλβίδα εξαγωγής είναι ανοιχτή, η οποία ονομάζεται επικάλυψη.
- Συμπίεση Το έμβολο, που κινείται προς τα πάνω στους 180-360 °, συμπιέζει τον αέρα 16-25 φορές (λόγος συμπίεσης) και η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει στην αρχή της διαδρομής (στους 190-210 °).
- Εγκεφαλικό επεισόδιο, επέκταση. Εμφανίζεται στους 360-540 °.Στην αρχή του εγκεφαλικού επεισοδίου, προτού το έμβολο φτάσει στο άνω νεκρό κέντρο, το καύσιμο τροφοδοτείται σε ζεστό αέρα και αναφλέγεται. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό των κινητήρων ντίζελ που τους ξεχωρίζει από τους κινητήρες βενζίνης, όπου συμβαίνει χρονισμός ανάφλεξης. Τα προϊόντα καύσης που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια αυτού ωθούν το έμβολο προς τα κάτω. Σε αυτήν την περίπτωση, ο χρόνος καύσης καυσίμου είναι ίσος με τον χρόνο που τροφοδοτείται από το ακροφύσιο και δεν διαρκεί περισσότερο από τη διάρκεια της διαδρομής εργασίας. Δηλαδή, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, η πίεση του αερίου είναι σταθερή, με αποτέλεσμα οι κινητήρες ντίζελ να αναπτύσσουν μεγαλύτερη ροπή. Επίσης ένα σημαντικό χαρακτηριστικό τέτοιων κινητήρων είναι η ανάγκη παροχής υπερβολικού αέρα στον κύλινδρο, καθώς η φλόγα καταλαμβάνει ένα μικρό μέρος του θαλάμου καύσης. Δηλαδή, η αναλογία του μείγματος αέρα-καυσίμου είναι διαφορετική.
- Απελευθερώστε. Σε 540-720 ° περιστροφής στροφαλοφόρου άξονα, η ανοιχτή βαλβίδα εξαγωγής, το έμβολο, κινείται προς τα πάνω, μετατοπίζει τα καυσαέρια.
Ο δίχρονος κύκλος χαρακτηρίζεται από μικρότερες φάσεις καιμια μοναδική διαδικασία ανταλλαγής αερίων στον κύλινδρο (φυσώντας) που συμβαίνει μεταξύ του τέλους της διαδρομής εργασίας και της έναρξης της συμπίεσης. Όταν το έμβολο κινείται προς τα κάτω, τα προϊόντα καύσης αφαιρούνται μέσω των βαλβίδων εξαγωγής ή των θυρών (στο τοίχωμα του κυλίνδρου). Αργότερα, οι θύρες εισαγωγής ανοίγουν για να φέρουν καθαρό αέρα. Όταν το έμβολο ανεβαίνει, όλα τα παράθυρα είναι κλειστά και αρχίζει η συμπίεση. Λίγο νωρίτερα από την επίτευξη του TDC, το καύσιμο εγχέεται και αναφλέγεται, ξεκινά η επέκταση.
Λόγω της δυσκολίας εξασφάλισης της εμφύσησης του θαλάμου δίνης, οι δίχρονοι κινητήρες διατίθενται μόνο με άμεσο ψεκασμό.
Η απόδοση τέτοιων κινητήρων είναι υψηλότερη1,6-1,7 φορές από την απόδοση ενός τετράχρονου ντίζελ. Η αύξηση του διασφαλίζεται με διπλάσια συχνή εφαρμογή των πινελιών εργασίας, αλλά μειώνεται εν μέρει λόγω του μικρότερου μεγέθους και της εμφύσησης. Λόγω του διπλασιασμού του αριθμού διαδρομών, ο δίχρονος κύκλος είναι ιδιαίτερα σχετικός εάν είναι αδύνατο να αυξηθεί η ταχύτητα.
Το κύριο πρόβλημα με αυτούς τους κινητήρες είναιεκκαθάριση λόγω της μικρής διάρκειας, η οποία δεν μπορεί να αντισταθμιστεί χωρίς μείωση της αποτελεσματικότητας με τη μείωση της διαδρομής εργασίας. Επιπλέον, είναι αδύνατο να διαχωριστεί η εξάτμιση και ο καθαρός αέρας, γι 'αυτό μέρος του τελευταίου αφαιρείται με τα καυσαέρια. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να επιλυθεί διασφαλίζοντας την προώθηση των θυρών εξόδου. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα αέρια αρχίζουν να εκκενώνονται πριν από τον καθαρισμό και μετά το κλείσιμο της εξόδου, ο κύλινδρος ξαναγεμίζει με καθαρό αέρα.
Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε έναν κύλινδροδυσκολίες προκύπτουν με το συγχρονισμό ανοίγματος / κλεισίματος των παραθύρων, επομένως υπάρχουν κινητήρες (MAP), στους οποίους κάθε κύλινδρος έχει δύο έμβολα που κινούνται στο ίδιο επίπεδο. Ένα από αυτά ελέγχει την εισαγωγή, το άλλο ελέγχει την εξάτμιση.
Σύμφωνα με τον μηχανισμό εφαρμογής, η εκκαθάριση υποδιαιρείταισε σχισμή (παράθυρο) και βαλβίδα. Στην πρώτη περίπτωση, τα παράθυρα χρησιμεύουν ως ανοίγματα εισόδου και εξόδου. Η δεύτερη επιλογή περιλαμβάνει τη χρήση τους ως εισόδους και μια βαλβίδα στην κυλινδροκεφαλή χρησιμεύει για εξάτμιση.
Συνήθως, οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνται σε βαρέα οχήματα όπως πλοία, ατμομηχανές ντίζελ και δεξαμενές.
Σύστημα καυσίμου
Εξοπλισμός καυσίμου για κινητήρες ντίζελπολύ πιο δύσκολο από αυτό της βενζίνης. Αυτό οφείλεται στις υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια της παράδοσης καυσίμου από άποψη χρόνου, ποσότητας και πίεσης. Τα κύρια συστατικά του συστήματος καυσίμου είναι αντλία ψεκασμού καυσίμου, μπεκ ψεκασμού, φίλτρο.
Το σύστημα παροχής καυσίμου μεέλεγχος υπολογιστή (Common-Rail). Το εγχέει σε δύο μερίδες. Το πρώτο είναι μικρό, που χρησιμεύει για την αύξηση της θερμοκρασίας στον θάλαμο καύσης (προ-ένεση), που μειώνει τον θόρυβο και τους κραδασμούς. Επιπλέον, αυτό το σύστημα αυξάνει τη ροπή σε χαμηλές στροφές κατά 25%, μειώνει την κατανάλωση καυσίμου κατά 20% και μειώνει την περιεκτικότητα σε αιθάλη στα καυσαέρια.
Στροβιλοφόρτιση
Στους κινητήρες ντίζελ, χρησιμοποιούνται ευρέωςστρόβιλοι. Αυτό οφείλεται στην υψηλότερη (1,5-2) φορές την πίεση των καυσαερίων, που περιστρέφουν την τουρμπίνα, η οποία αποφεύγει την υστέρηση turbo παρέχοντας ώθηση από τις χαμηλότερες σ.α.λ.
Κρύο ξεκίνημα
Μπορείτε να βρείτε πολλές κριτικές που ότανκάτω από τις μηδενικές θερμοκρασίες το ντίζελ δεν θα ξεκινήσει. Η δυσκολία εκκίνησης τέτοιων κινητήρων σε ψυχρές συνθήκες οφείλεται στο γεγονός ότι απαιτεί περισσότερη ενέργεια. Για τη διευκόλυνση της διαδικασίας, είναι εξοπλισμένα με προθερμαντήρα. Αυτή η συσκευή αντιπροσωπεύεται από προθερμαντήρες που βρίσκονται στους θαλάμους καύσης, τα οποία, όταν είναι ενεργοποιημένη η ανάφλεξη, θερμαίνουν τον αέρα σε αυτά και λειτουργούν για άλλα 15-25 δευτερόλεπτα μετά την εκκίνηση για να διασφαλιστεί η σταθερότητα του ψυχρού κινητήρα. Λόγω αυτού, οι κινητήρες ντίζελ ξεκινούν σε θερμοκρασίες -30 ...- 25 ° C.
Χαρακτηριστικά υπηρεσίας
Για να διασφαλιστεί η ανθεκτικότητα κατά τη λειτουργίαπρέπει να ξέρετε τι είναι το ντίζελ και πώς να το συντηρήσετε. Ο σχετικά χαμηλός επιπολασμός των υπό εξέταση κινητήρων σε σύγκριση με τη βενζίνη εξηγείται, μεταξύ άλλων, από πιο περίπλοκη συντήρηση.
Πρώτα απ 'όλα, αυτό ισχύει για το σύστημα καυσίμουυψηλή πολυπλοκότητα. Εξαιτίας αυτού, οι κινητήρες ντίζελ είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στο περιεχόμενο νερού και μηχανικών σωματιδίων στο καύσιμο και η επισκευή του είναι πιο ακριβή, καθώς και ο κινητήρας στο σύνολό του σε σύγκριση με τη βενζίνη του ίδιου επιπέδου.
Στην περίπτωση τουρμπίνας, οι απαιτήσεις για την ποιότητα του λαδιού κινητήρα είναι επίσης υψηλές. Ο πόρος του είναι συνήθως 150 χιλιάδες χιλιόμετρα και το κόστος είναι υψηλό.
Σε κάθε περίπτωση, το λάδι πρέπει να αλλάζει συχνότερα στους κινητήρες ντίζελ παρά σε βενζινοκινητήρες (2 φορές σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα).
Όπως σημειώθηκε, αυτοί οι κινητήρες έχουνπροβλήματα ψυχρής εκκίνησης όταν το ντίζελ δεν ξεκινά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό προκαλείται από τη χρήση ακατάλληλου καυσίμου (ανάλογα με την εποχή, χρησιμοποιούνται διαφορετικοί βαθμοί σε αυτούς τους κινητήρες, καθώς το καύσιμο του καλοκαιριού στερεοποιείται σε χαμηλές θερμοκρασίες).
Εκτέλεση
Επιπλέον, πολλοί δεν αρέσουν σε αυτές τις ιδιότητες των κινητήρων ντίζελ όπως χαμηλότερη ισχύ και εύρος στροφών λειτουργίας, υψηλότερα επίπεδα θορύβου και κραδασμών.
Ο βενζινοκινητήρας είναι πραγματικά κοινόςανώτερη απόδοση, συμπεριλαμβανομένης της χωρητικότητας λίτρων, παρόμοια με το ντίζελ. Ένας κινητήρας του εν λόγω τύπου έχει υψηλότερη και πιο ομοιόμορφη καμπύλη ροπής. Η υψηλότερη αναλογία συμπίεσης, που παρέχει περισσότερη ροπή, επιβάλλει τη χρήση ισχυρότερων εξαρτημάτων. Καθώς είναι βαρύτερα, η ισχύς μειώνεται. Επιπλέον, αυτό επηρεάζει το βάρος του κινητήρα και επομένως το αυτοκίνητο.
Το μικρό εύρος ταχύτητας λειτουργίας εξηγείται από τη μεγαλύτερη ανάφλεξη του καυσίμου, με αποτέλεσμα να μην έχει χρόνο να καεί σε υψηλές ταχύτητες.
Το αυξημένο επίπεδο θορύβου και κραδασμών προκαλεί απότομη αύξηση της πίεσης στον κύλινδρο κατά την ανάφλεξη.
Τα κύρια πλεονεκτήματα των πετρελαιοκινητήρων θεωρούνται υψηλότερη ώθηση, αποδοτικότητα και φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Η υψηλή ροπή στις χαμηλές στροφές αποδίδεται στην καύση του καυσίμου καθώς εγχέεται. Αυτό παρέχει περισσότερη ανταπόκριση και διευκολύνει την αποτελεσματική χρήση ισχύος.
Η αποδοτικότητα οφείλεται τόσο στη χαμηλή κατανάλωση,και το γεγονός ότι το καύσιμο ντίζελ είναι φθηνότερο. Επιπλέον, είναι δυνατή η χρήση βαρέων λιπαντικών χαμηλού βαθμού καθώς οφείλεται στην έλλειψη αυστηρών απαιτήσεων για πτητικότητα. Και όσο βαρύτερο είναι το καύσιμο, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση του κινητήρα. Τέλος, οι πετρελαιοκινητήρες λειτουργούν με λιγότερα μίγματα σε σύγκριση με τους κινητήρες βενζίνης και με υψηλές αναλογίες συμπίεσης. Το τελευταίο παρέχει λιγότερη απώλεια θερμότητας με καυσαέρια, δηλαδή μεγαλύτερη απόδοση. Όλα αυτά τα μέτρα μειώνουν την κατανάλωση καυσίμου. Το ντίζελ, χάρη σε αυτό, το ξοδεύει 30-40% λιγότερο.
Η περιβαλλοντική φιλικότητα των ντίζελ εξηγείται από το γεγονός ότι σε αυτάοι αναθυμιάσεις έχουν χαμηλότερη περιεκτικότητα σε μονοξείδιο του άνθρακα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση εξελιγμένων συστημάτων καθαρισμού, χάρη στα οποία ο βενζινοκινητήρας πληροί πλέον τα ίδια περιβαλλοντικά πρότυπα με το ντίζελ. Ένας κινητήρας αυτού του τύπου ήταν προηγουμένως σημαντικά κατώτερος από έναν κινητήρα βενζίνης από αυτή την άποψη.
Εφαρμογή
Όπως είναι σαφές από το τι είναι το ντίζελ και τι είναιτα χαρακτηριστικά του, τέτοιοι κινητήρες είναι οι πλέον κατάλληλοι για τις περιπτώσεις όπου απαιτείται υψηλή ώθηση σε χαμηλές ταχύτητες. Επομένως, σχεδόν όλα τα λεωφορεία, τα φορτηγά και ο κατασκευαστικός εξοπλισμός είναι εξοπλισμένα με αυτά. Όσον αφορά τα ιδιωτικά οχήματα, αυτές οι παράμετροι είναι οι πιο σημαντικές για τα SUV. Λόγω της υψηλής απόδοσής τους, τα αστικά μοντέλα είναι επίσης εξοπλισμένα με αυτούς τους κινητήρες. Επιπλέον, είναι πιο βολικό να λειτουργούν σε τέτοιες συνθήκες. Οι δοκιμές κίνησης ντίζελ μαρτυρούν αυτό.
