Les moteurs diesel sont très courants dansvoitures particulières. De nombreux modèles ont au moins une variante de moteur. Et cela n'inclut pas les camions, les bus et les engins de chantier, où ils sont utilisés partout. En outre, ce qu'est un moteur diesel, la conception, le principe de fonctionnement, les caractéristiques sont discutés.
Définition
Cette unité est un moteur à combustion interne à piston dont le fonctionnement est basé sur l'allumage spontané de carburant atomisé par chauffage ou compression.
Caractéristiques de conception
Le moteur à essence a le même designéléments comme le diesel. Le schéma général de fonctionnement est également similaire. La différence réside dans les processus de formation du mélange air-carburant et de sa combustion. De plus, les moteurs diesel se distinguent par des pièces plus durables. Cela est dû à environ deux fois le taux de compression des moteurs à essence (19-24 contre 9-11).
Classification
De par la conception de la chambre de combustion, les moteurs diesel sont divisés en variantes avec une chambre de combustion séparée et à injection directe.
Dans le premier cas, la chambre de combustion est séparée decylindre et connecté à celui-ci par un canal. Pendant la compression, l'air entrant dans la chambre de type vortex tourbillonne, ce qui améliore la formation du mélange et l'auto-inflammation, qui commence là et se poursuit dans la chambre principale. Les moteurs diesel de ce type étaient auparavant répandus dans les voitures particulières en raison du fait qu'ils différaient par un niveau de bruit plus faible et une large plage de révolutions des options décrites ci-dessous.
Dans les moteurs diesel avecInjection, la chambre de combustion est située dans le piston et le carburant est fourni à l'espace du piston au-dessus. Cette conception était à l'origine utilisée sur les moteurs à faible vitesse et à grand volume. Ils présentaient des niveaux de bruit et de vibrations élevés et une faible consommation de carburant. Plus tard, avec l'introduction de pompes à carburant haute pression à commande électronique et l'optimisation de la combustion, les concepteurs ont atteint des performances stables jusqu'à 4500 tr / min. De plus, l'économie a augmenté, les niveaux de bruit et de vibrations ont diminué. Parmi les mesures visant à réduire la rigidité du travail - pré-injection en plusieurs étapes. Grâce à cela, les moteurs de ce type se sont généralisés au cours des deux dernières décennies.
Selon le principe de fonctionnement, les moteurs diesel sont divisés en moteurs à quatre temps et à deux temps, ainsi qu'en moteurs à essence. Leurs caractéristiques sont décrites ci-dessous.
Principe de fonctionnement
Comprendre ce qu'est le diesel et quoien raison de ses caractéristiques fonctionnelles, il est nécessaire de considérer le principe de fonctionnement. La classification ci-dessus des moteurs à combustion interne à piston est basée sur le nombre de courses incluses dans le cycle de fonctionnement, qui se distinguent par la valeur de l'angle de rotation du vilebrequin.
Par conséquent, le cycle de service des moteurs à quatre temps comprend 4 phases.
- Entrée. Se produit lorsque le vilebrequin est tourné de 0 à 180 °. Dans ce cas, l'air pénètre dans le cylindre par une soupape d'admission ouverte à 345-355 °. Simultanément, lors de la rotation du vilebrequin de 10 à 15 °, la soupape d'échappement est ouverte, ce qui est appelé chevauchement.
- Compression. Le piston, se déplaçant vers le haut à 180-360 °, comprime l'air 16-25 fois (taux de compression), et la soupape d'admission se ferme au début de la course (à 190-210 °).
- Course de travail, expansion. Se produit à 360-540 °. Au début de la course, avant que le piston n'atteigne le point mort haut, le carburant est introduit dans l'air chaud et enflammé. C'est une caractéristique des moteurs diesel qui les distingue des moteurs à essence, où le calage de l'allumage se produit. Les produits de combustion libérés lors de cette poussée poussent le piston vers le bas. Dans ce cas, le temps de combustion du carburant est égal au temps qu'il est fourni par la buse et ne dure pas plus longtemps que la durée de la course de travail. Autrement dit, pendant le processus de travail, la pression de gaz est constante, ce qui fait que les moteurs diesel développent plus de couple. De plus, une caractéristique importante de tels moteurs est la nécessité de fournir un excès d'air dans le cylindre, puisque la flamme occupe une petite partie de la chambre de combustion. Autrement dit, la proportion du mélange air-carburant est différente.
- Libération. À 540-720 ° de rotation du vilebrequin, la soupape d'échappement ouverte, le piston, se déplaçant vers le haut, déplace les gaz d'échappement.
Le cycle à deux temps est caractérisé par des phases plus courtes etun seul processus d'échange de gaz dans le cylindre (soufflage) qui se produit entre la fin de la course de travail et le début de la compression. Lorsque le piston descend, les produits de combustion sont évacués par les soupapes d'échappement ou les orifices (dans la paroi du cylindre). Plus tard, les orifices d'admission sont ouverts pour l'air frais. Lorsque le piston monte, toutes les fenêtres sont fermées et la compression commence. Un peu avant d'atteindre le TDC, le carburant est injecté et enflammé, l'expansion commence.
En raison de la difficulté d'assurer la purge de la chambre vortex, les moteurs à deux temps ne sont disponibles qu'en injection directe.
Les performances de ces moteurs sont plus élevées1,6-1,7 fois la performance d'un diesel à quatre temps. Son augmentation est assurée par une exécution deux fois plus fréquente des courses de travail, mais est partiellement réduite en raison de leur plus petite taille et de leur purge. En raison du nombre doublé de courses de travail, le cycle à deux temps est particulièrement pertinent s'il est impossible d'augmenter la vitesse.
Le principal problème avec de tels moteurs estpurge en raison de sa courte durée, qui ne peut être compensée sans réduire le rendement en raison du raccourcissement de la course de travail. De plus, il est impossible de séparer l'air d'échappement et l'air frais, c'est pourquoi une partie de ce dernier est éliminée avec les gaz d'échappement. Ce problème peut être résolu en assurant l'avance des orifices de sortie. Dans un tel cas, les gaz commencent à s'évacuer avant la purge et après la fermeture de la sortie, la bouteille est remplie d'air frais.
De plus, lors de l'utilisation d'un cylindredes difficultés surviennent avec la synchronisation des fenêtres d'ouverture / fermeture, par conséquent, il existe des moteurs (MAP), dans lesquels chaque cylindre a deux pistons se déplaçant dans le même plan. L'un d'eux contrôle l'admission, l'autre contrôle l'échappement.
Selon le mécanisme de mise en œuvre, la purge est subdiviséesur fente (fenêtre) et fendue de valve Dans le premier cas, les fenêtres servent à la fois d'ouvertures d'entrée et de sortie. La deuxième option consiste à les utiliser comme entrées, et une soupape dans la culasse sert à l'échappement.
En règle générale, les moteurs diesel à deux temps sont utilisés sur les véhicules lourds tels que les navires, les locomotives diesel et les réservoirs.
Système de carburant
Équipement de carburant pour moteurs dieselbeaucoup plus difficiles que celles à essence. Cela est dû aux exigences élevées en matière de précision de la distribution de carburant en termes de temps, de quantité et de pression. Les principaux composants du système de carburant sont la pompe d'injection de carburant, les injecteurs, le filtre.
Le système d'alimentation en carburant aveccontrôle informatique (Common-Rail). Elle l'injecte en deux portions. Le premier est petit, servant à augmenter la température dans la chambre de combustion (pré-injection), ce qui réduit le bruit et les vibrations. De plus, ce système augmente le couple à bas régime de 25%, réduit la consommation de carburant de 20% et réduit la teneur en suie dans les gaz d'échappement.
Turbocompresseur
Les moteurs diesel sont largement utilisésturbines. Cela est dû à la pression plus élevée (1,5-2) des gaz d'échappement, qui fait tourner la turbine, ce qui évite le retard du turbo en fournissant une poussée à partir d'un régime inférieur.
Démarrage à froid
Vous pouvez trouver de nombreux avis quien dessous de zéro, le diesel ne démarre pas. La difficulté de démarrer de tels moteurs à froid est due au fait qu'il nécessite plus d'énergie. Pour faciliter le processus, ils sont équipés d'un préchauffeur. Ce dispositif est représenté par des bougies de préchauffage placées dans les chambres de combustion, qui, lorsque le contact est mis, chauffe l'air qu'elles contiennent et travaillent encore 15 à 25 secondes après le démarrage pour assurer la stabilité du moteur froid. Pour cette raison, les moteurs diesel démarrent à des températures de -30 ...- 25 ° C.
Fonctionnalités du service
Pour assurer la durabilité pendant le fonctionnementvous devez savoir ce qu'est un diesel et comment l'entretenir. La prévalence relativement faible des moteurs en question par rapport à l'essence s'explique, entre autres, par une maintenance plus complexe.
Tout d'abord, cela s'applique au système d'alimentation en carburantgrande complexité. Pour cette raison, les moteurs diesel sont extrêmement sensibles à la teneur en eau et en particules mécaniques du carburant, et sa réparation est plus coûteuse, ainsi que le moteur dans son ensemble par rapport à l'essence du même niveau.
Dans le cas d'une turbine, les exigences de qualité de l'huile moteur sont également élevées. Sa ressource est généralement de 150 000 km et son coût est élevé.
Dans tous les cas, l'huile doit être changée plus souvent sur les moteurs diesel que sur les moteurs à essence (2 fois selon les normes européennes).
Comme indiqué, ces moteurs ontproblèmes de démarrage à froid lorsque le diesel ne démarre pas à basse température. Dans certains cas, cela est dû à l'utilisation d'un carburant inapproprié (selon la saison, différentes qualités sont utilisées sur ces moteurs, car le carburant d'été se solidifie à basse température).
Performance
De plus, beaucoup n'aiment pas les qualités des moteurs diesel comme une puissance et une plage de vitesse de fonctionnement inférieures, un niveau de bruit et de vibrations plus élevé.
Le moteur à essence est vraiment courantdes performances supérieures, y compris une capacité en litres, similaire au diesel. Un moteur du type considéré a une courbe de couple plus élevée et plus uniforme. Le taux de compression plus élevé, qui fournit plus de couple, oblige à utiliser des pièces plus solides. Comme ils sont plus lourds, la puissance est réduite. De plus, cela affecte le poids du moteur, et donc de la voiture.
La petite plage de vitesse de fonctionnement s'explique par l'allumage plus long du carburant, ce qui fait qu'il n'a pas le temps de brûler à haute vitesse.
L'augmentation du niveau de bruit et de vibration provoque une forte augmentation de la pression dans le cylindre lors de l'allumage.
Les principaux avantages des moteurs diesel sont considérés comme une poussée, une efficacité et un respect de l'environnement plus élevés.
La traction, c'est-à-dire un couple élevé à bas régime, est due à la combustion du carburant lors de l'injection. Cela offre plus de réactivité et facilite l'utilisation efficace de l'énergie.
L'efficacité est due à la fois à une faible consommation,et le fait que le carburant diesel est moins cher. De plus, il est possible d'utiliser des huiles lourdes de qualité inférieure car cela en raison de l'absence d'exigences strictes en matière de volatilité. Et plus le carburant est lourd, plus l'efficacité du moteur est élevée. Enfin, les diesels sont plus pauvres que l'essence et ont des taux de compression élevés. Ce dernier fournit moins de perte de chaleur avec les gaz d'échappement, c'est-à-dire une plus grande efficacité. Toutes ces mesures réduisent la consommation de carburant. Le diesel, grâce à cela, le dépense 30 à 40% de moins.
Le respect de l'environnement des diesels s'explique par le fait que dans leurles gaz d'échappement réduisent la teneur en monoxyde de carbone. Ceci est réalisé grâce à l'utilisation de systèmes de nettoyage sophistiqués, grâce auxquels le moteur à essence répond désormais aux mêmes normes environnementales que le diesel. Un moteur de ce type était auparavant nettement inférieur à un moteur à essence à cet égard.
Application
Comme il ressort clairement de ce qu'est le diesel et de ce queses caractéristiques, de tels moteurs sont les plus adaptés aux cas où une poussée élevée est requise à basse vitesse. Par conséquent, presque tous les bus, camions et équipements de construction en sont équipés. Quant aux véhicules privés, ces paramètres sont les plus importants pour les SUV. En raison de leur rendement élevé, ces moteurs sont également équipés de modèles urbains. De plus, ils sont plus pratiques à opérer dans de telles conditions. Les essais routiers diesel en témoignent.
