I motori diesel sono molto comuni inmacchine. Molti modelli hanno almeno un'opzione nella gamma di motori. E questo senza tener conto di camion, autobus e macchine movimento terra, dove vengono utilizzati ovunque. Successivamente, consideriamo cos'è un motore diesel, il design, il principio di funzionamento, le caratteristiche.
definizione
Questa unità è un motore a combustione interna alternativo, il cui funzionamento si basa sull'autoaccensione del carburante atomizzato dal riscaldamento o dalla compressione.
Caratteristiche del design
Il motore a benzina ha la stessa strutturaelementi come il diesel. Anche lo schema di funzionamento nel suo insieme è simile. La differenza sta nei processi di formazione della miscela aria-carburante e nella sua combustione. Inoltre, i motori diesel sono parti più durevoli. Ciò è dovuto a circa il doppio del rapporto di compressione dei motori a benzina (19-24 contro 9-11).
classificazione
Secondo il design della camera di combustione, i motori diesel sono suddivisi in opzioni con camera di combustione separata e con iniezione diretta.
Nel primo caso, la camera di combustione è separata dacilindro ed è collegato ad esso da un canale. Quando viene compressa, l'aria che entra nella camera a vortice viene attorcigliata, il che migliora la formazione della miscela e l'autoaccensione, che inizia lì e continua nella camera principale. I motori diesel di questo tipo erano precedentemente comuni nelle autovetture perché si distinguevano per un livello di rumore ridotto e un'ampia gamma di velocità rispetto alle opzioni discusse di seguito.
Nei motori diesel con direttoper iniezione, la camera di combustione si trova nel pistone e il carburante viene fornito allo spazio sopra il pistone. Questo design è stato originariamente utilizzato su motori ad alto volume a bassa velocità. Si distinguevano per un elevato livello di rumore e vibrazioni e un basso consumo di carburante. Successivamente, con l'avvento delle pompe del carburante ad alta pressione a controllo elettronico e l'ottimizzazione del processo di combustione, i progettisti hanno ottenuto un funzionamento stabile a una gamma fino a 4500 giri/min. Inoltre, maggiore efficienza, riduzione dei livelli di rumore e vibrazioni. Tra le misure per ridurre la rigidità del lavoro c'è una pre-iniezione multistadio. Per questo motivo, i motori di questo tipo si sono diffusi negli ultimi due decenni.
Secondo il principio di funzionamento, i motori diesel sono suddivisi in quattro tempi e due tempi, nonché motori a benzina. Le loro caratteristiche sono discusse di seguito.
Principio di funzionamento
Per capire cos'è il diesel e comeper le sue caratteristiche funzionali, è necessario considerare il principio di funzionamento. La suddetta classificazione dei motori a combustione interna a pistoni si basa sul numero di corse incluse nel ciclo di lavoro, che si distinguono per l'ampiezza dell'angolo di rotazione dell'albero motore.
Pertanto, il ciclo di lavoro dei motori a quattro tempi comprende 4 fasi.
- Ingresso. Si verifica quando l'albero motore ruota da 0 a 180°.In questo caso l'aria passa nel cilindro attraverso la valvola di ingresso aperta a 345-355°. Allo stesso tempo, durante la rotazione dell'albero motore di 10-15 °, viene aperta la valvola di scarico, che si chiama sovrapposizione.
- Compressione. Il pistone, salendo di 180-360°, comprime l'aria 16-25 volte (rapporto di compressione), e la valvola di aspirazione si chiude ad inizio ciclo (a 190-210°).
- Flusso di lavoro, estensione. Si verifica a 360-540°.All'inizio della corsa, finché il pistone non raggiunge il punto morto superiore, il carburante viene iniettato nell'aria calda e acceso. Questa è una caratteristica dei motori diesel che li distingue dai motori a benzina, dove si verifica l'anticipo dell'accensione. I prodotti di combustione risultanti spingono il pistone verso il basso. In questo caso il tempo di combustione del combustibile è pari al tempo della sua erogazione da parte dell'ugello e non supera la durata della corsa di lavoro. Cioè, durante il processo di lavoro, la pressione del gas è costante, per cui i motori diesel sviluppano più coppia. Anche una caratteristica importante di tali motori è la necessità di fornire aria in eccesso nel cilindro, poiché la fiamma occupa una piccola parte della camera di combustione. Cioè, la proporzione della miscela aria-carburante è diversa.
- Pubblicazione. A 540-720° di rotazione dell'albero motore, la valvola di scarico aperta, il pistone, salendo, sposta i gas di scarico.
Il ciclo a due tempi è caratterizzato da fasi abbreviate eun unico processo di scambio gassoso nel cilindro (spurgo) che si verifica tra la fine della corsa e l'inizio della compressione. Quando il pistone si abbassa, i prodotti della combustione vengono rimossi attraverso le valvole di scarico o finestre (nella parete del cilindro). Successivamente, le finestre di ingresso vengono aperte per far entrare aria fresca. Quando il pistone si alza, tutte le finestre si chiudono e inizia la compressione. Poco prima del raggiungimento del PMS, il carburante viene iniettato e acceso e inizia l'espansione.
A causa della difficoltà di spurgo della camera di turbolenza, i motori a due tempi sono disponibili solo con iniezione diretta.
Le prestazioni di tali motori sono più elevate1,6-1,7 volte le prestazioni del diesel a quattro tempi. La sua crescita è assicurata dall'esecuzione due volte più frequente delle corse di lavoro, ma è parzialmente ridotta a causa delle dimensioni ridotte e della soffiatura. A causa del doppio numero di corse di lavoro, il ciclo a due tempi è particolarmente rilevante se è impossibile aumentare la velocità.
Il problema principale con questi motori èspurgo per la sua breve durata, che non può essere compensata senza ridurre l'efficienza accorciando la corsa. Inoltre, è impossibile separare lo scarico e l'aria fresca, a causa della quale parte di quest'ultima viene rimossa con i gas di scarico. Questo problema può essere risolto fornendo finestre di scarico anticipate. In questo caso, i gas iniziano a essere rimossi prima dello spurgo e, dopo la chiusura dell'uscita, il cilindro viene integrato con aria fresca.
Inoltre, quando si utilizza un cilindroci sono difficoltà con il sincronismo apertura/chiusura finestre, quindi ci sono motori (PDP) in cui ogni cilindro ha due pistoni che si muovono sullo stesso piano. Uno di loro controlla l'aspirazione, l'altro controlla lo scarico.
Secondo il meccanismo di attuazione, l'eliminazione è divisasu scanalato (finestra) e scanalato per valvola. Nel primo caso, le finestre fungono sia da aperture di ingresso che di uscita. La seconda opzione prevede il loro utilizzo come porte di aspirazione e una valvola nella testata del cilindro viene utilizzata per lo scarico.
Tipicamente, i motori diesel a due tempi vengono utilizzati su veicoli pesanti come navi, locomotive diesel, carri armati.
Sistema di alimentazione
Equipaggiamento carburante per motori dieselmolto più difficile della benzina. Ciò è dovuto agli elevati requisiti di precisione dell'alimentazione di carburante in termini di tempo, quantità e pressione. I componenti principali del sistema di alimentazione: pompa di iniezione, ugelli, filtro.
Sistema di alimentazione del carburante ampiamente utilizzato concontrollo computerizzato (Common Rail). Lo schizza in due colpi. Il primo è piccolo, serve ad aumentare la temperatura nella camera di combustione (pre-iniezione), che riduce il rumore e le vibrazioni. Inoltre, questo sistema aumenta del 25% la coppia ai bassi regimi, riduce il consumo di carburante del 20% e il contenuto di fuliggine nei gas di scarico.
Turbocompressore
Ampiamente usato nei motori dieselturbine. Ciò è dovuto alla maggiore (1,5-2) volte la pressione dei gas di scarico che fanno girare la turbina, il che consente di evitare il ritardo del turbo fornendo una spinta dai regimi più bassi.
Partenza a freddo
Puoi trovare molte recensioni dile temperature di congelamento non avviano il diesel. La difficoltà di avviare tali motori a basse temperature è dovuta al fatto che ciò richiede più energia. Per facilitare il processo, sono dotati di un preriscaldatore. Questo dispositivo è rappresentato dalle candelette poste nelle camere di combustione, che, all'inserimento del contatto, riscaldano l'aria al loro interno e funzionano per altri 15-25 secondi dopo l'avvio per garantire la stabilità del motore freddo. Grazie a ciò, i motori diesel vengono avviati a temperature di -30 ... -25 ° С.
Caratteristiche del servizio
Per garantire la durata nel funzionamentodevi sapere cos'è un motore diesel e come mantenerlo. La prevalenza relativamente bassa dei motori in esame rispetto ai motori a benzina è spiegata, tra l'altro, da una manutenzione più complessa.
Prima di tutto, riguarda il sistema di alimentazione.elevata complessità. Per questo motivo, i motori diesel sono estremamente sensibili al contenuto di acqua e particelle meccaniche nel carburante e la sua riparazione è più costosa, così come il motore nel suo insieme, rispetto alla benzina dello stesso livello.
Nel caso di una turbina, anche i requisiti per la qualità dell'olio motore sono elevati. La sua risorsa è solitamente di 150 mila km e il costo è elevato.
In ogni caso, i motori diesel dovrebbero essere cambiati olio più spesso rispetto ai motori a benzina (2 volte secondo gli standard europei).
Come notato, questi motori hannoproblemi di avviamento a freddo quando il diesel non si avvia a basse temperature. In alcuni casi, ciò è causato dall'uso di carburante non adatto (a seconda della stagione, su tali motori vengono utilizzate diverse gradazioni, poiché il carburante estivo si congela alle basse temperature).
Prestazione
Inoltre, a molti non piacciono le qualità dei motori diesel come potenza e gamma di velocità operative inferiori, livelli di rumore e vibrazioni più elevati.
Il motore a benzina è davvero normaleprestazioni superiori, compresa la capacità di un litro, diesel simile. Il motore del tipo in questione ha allo stesso tempo una curva di coppia più elevata e uniforme. Un rapporto di compressione più elevato, che fornisce più coppia, costringe all'uso di parti più forti. Poiché sono più pesanti, la potenza è ridotta. Inoltre, ciò influisce sulla massa del motore e, di conseguenza, sull'auto.
Una piccola gamma di velocità operative è dovuta a un'accensione più lunga del carburante, per cui non ha il tempo di bruciarsi alle alte velocità.
Un maggiore livello di rumore e vibrazioni provoca un forte aumento della pressione nel cilindro durante l'accensione.
I principali vantaggi dei motori diesel sono considerati una maggiore trazione, efficienza e rispetto dell'ambiente.
La tyagovity, cioè una coppia elevata a basse velocità, è spiegata dalla combustione del carburante mentre viene iniettato. Ciò fornisce una maggiore reattività e facilita un uso efficiente della potenza.
Economico sia per il basso consumo che pere il fatto che il carburante diesel è più economico. Inoltre, è possibile utilizzare oli pesanti di bassa qualità in quanto a causa dell'assenza di severi requisiti di volatilità. E più pesante è il carburante, maggiore è l'efficienza del motore. Infine, i motori diesel funzionano con miscele magre rispetto ai motori a benzina e con un rapporto di compressione elevato. Quest'ultimo fornisce una minore dispersione di calore con i gas di scarico, ovvero una maggiore efficienza. Tutte queste misure riducono il consumo di carburante. Diesel, grazie a questo, lo spende il 30-40% in meno.
La compatibilità ambientale dei motori diesel è spiegata dal fatto che nel loroi gas di scarico hanno un contenuto di monossido di carbonio inferiore. Ciò si ottiene mediante l'uso di complessi sistemi di pulizia, grazie ai quali il motore a benzina soddisfa ora gli stessi standard ambientali di un motore diesel. Un motore di questo tipo era in precedenza significativamente inferiore alla benzina in questo senso.
applicazione
Come è chiaro da cos'è un motore diesel e cosa sonoper le sue caratteristiche, tali motori sono più indicati per quei casi in cui è necessaria un'elevata trazione ai bassi regimi. Pertanto, sono dotati di quasi tutti gli autobus, camion e macchine movimento terra. Per quanto riguarda i veicoli privati, tra questi questi parametri sono più importanti per i SUV. A causa dell'elevata efficienza, anche i modelli urbani sono dotati di questi motori. Inoltre, sono più convenienti da gestire in tali condizioni. I test drive diesel lo testimoniano.
