Mis on diisel? Diiselmootori tööpõhimõte, seade ja tehnilised omadused

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-19 14:52

Diiselmootorid on sõiduautodes väga levinud. Paljudel mudelitel on mootorivalikus vähem alt üks võimalus. Ja seda arvestamata veoautode, busside ja ehitustehnikaga, kus neid kõikjal kasutatakse. Järgmisena vaatleme, mis on diiselmootor, konstruktsioon, tööpõhimõte, omadused.

Definitsioon

See seade on kolb-sisepõlemismootor, mille töö põhineb kuumutamisel või kokkusurumisel pihustatud kütuse isesüttimisel.

Disainifunktsioonid

Bensiinimootoril on samad konstruktsioonielemendid kui diiselmootoril. Sarnane on ka toimimise skeem tervikuna. Erinevus seisneb õhu-kütuse segu moodustumise ja selle põlemise protsessides. Lisaks on diiselmootorid vastupidavamad osad. Selle põhjuseks on umbes kaks korda suurem surveaste kui bensiinimootoritel (19-24 versus 9-11).

Klassifikatsioon

Vastav alt põlemiskambri konstruktsioonile on diiselmootorid jagatud eraldi põlemiskambriga ja otsesissepritsega variantideks.

EsimesesSel juhul eraldatakse põlemiskamber silindrist ja ühendatakse sellega kanaliga. Kokkusurumisel vortex-tüüpi kambrisse sisenev õhk keerdub, mis parandab segu teket ja isesüttimist, mis algab se alt ja jätkub põhikambris. Seda tüüpi diiselmootorid olid varem levinud sõiduautodes, kuna neid eristas allpool käsitletud valikutest madalam müratase ja suur pööretevahemik.

Otsesissepritsega diiselmootorites asub põlemiskamber kolvis ja kütus suunatakse kolvipealsesse ruumi. Seda disaini kasutati algselt väikese kiirusega suure mahuga mootorites. Neid eristas kõrge müra- ja vibratsioonitase ning madal kütusekulu. Hiljem, elektrooniliselt juhitavate kõrgsurvekütusepumpade tulekuga ja põlemisprotsessi optimeerimisega, saavutasid disainerid stabiilse töö vahemikus kuni 4500 p/min. Lisaks suurenenud efektiivsus, vähenenud müratase ja vibratsioonitase. Töö jäikuse vähendamise meetmete hulgas on mitmeastmeline eelsüst. Tänu sellele on seda tüüpi mootorid viimase kahe aastakümne jooksul lai alt levinud.

Tööpõhimõtte järgi jagunevad diiselmootorid neljataktilisteks ja kahetaktilisteks, samuti bensiinimootoriteks. Nende funktsioone käsitletakse allpool.

Tööpõhimõte

Et mõista, mis on diiselmootor ja mis määrab selle funktsionaalsed omadused, on vaja arvestada tööpõhimõttega. Ül altoodud kolb-sisepõlemismootorite klassifikatsioon põhineb töötsüklis olevate löökide arvul, mis eristuvad väntvõlli pöördenurga suuruse järgi.

Seetõttu sisaldab neljataktiliste mootorite töötsükkel 4 faasi.

• Sissevõtt. Tekib siis, kui väntvõll pöörleb 0 kuni 180°. Sel juhul liigub õhk silindrisse läbi sisselaskeklapi, mis on avatud 345-355 °. Samal ajal avaneb väntvõlli 10–15 ° võrra pööramise ajal väljalaskeklapp, mida nimetatakse kattumiseks.
• Tihendamine. 180-360° üles liikuv kolb surub õhku kokku 16-25 korda (surveaste) ja sisselaskeklapp sulgub käigu alguses (190-210° juures).
• Töökäik, pikendus. Esineb 360-540° juures. Löögi alguses, kuni kolb jõuab ülemisse surnud punkti, süstitakse kütust kuuma õhku ja süüdatakse. See on diiselmootorite omadus, mis eristab neid bensiinimootoritest, kus toimub süüde edasiliikumine. Tekkivad põlemissaadused suruvad kolvi alla. Sel juhul on kütuse põlemisaeg võrdne selle düüsi kaudu tarnimise ajaga ja ei kesta kauem kui töötakti kestus. See tähendab, et tööprotsessi ajal on gaasirõhk konstantne, mille tulemusena arendavad diiselmootorid rohkem pöördemomenti. Selliste mootorite oluline omadus on ka vajadus tagada silindris liigne õhk, kuna leek hõivab väikese osa põlemiskambrist. See tähendab, et õhu ja kütuse segu osakaal on erinev.
• Avalda. Väntvõlli pöörlemise 540–720° juures on väljalaskeklapp avatud ja kolb liigub üles, et heitgaase välja tõrjuda.

Kahetaktilist tsüklit iseloomustavad lühendatud faasid ja üks silindri gaasivahetusprotsess (puhastus), mis toimub käigu lõpu ja kokkusurumise alguse vahel. Kui kolb liigub allapoole, eemaldatakse põlemissaadused läbi väljalaskeklappide või akende (silindri seinas). Hiljem avatakse sisselaskeaknad värske õhu sisselaskmiseks. Kolvi tõustes sulguvad kõik aknad ja algab kokkusurumine. Vahetult enne TDC saavutamist pritsitakse kütust ja süüdatakse ning paisumine algab.

Keeriskambri tühjendamise raskuse tõttu on kahetaktilised mootorid saadaval ainult otsesissepritsega.

Selliste mootorite jõudlus on 1,6–1,7 korda kõrgem kui neljataktilise tüüpi diiselmootori jõudlus. Selle kasvu tagab kaks korda sagedasem töölöökide rakendamine, kuid see väheneb osaliselt nende väiksema suuruse ja puhumise tõttu. Kahetaktiline tsükkel on kahekordse löökide arvu tõttu eriti asjakohane, kui kiirust pole võimalik suurendada.

Nr. Lisaks on võimatu eraldada heit- ja värsket õhku, mille tõttu osa viimasest eemaldatakse koos heitgaasidega. Selle probleemi saab lahendada eelnevate väljalaskeakende pakkumisega. Sel juhul hakatakse gaase eemaldama enne puhastamist ja pärast väljalaskeava sulgemist lisatakse balloonile värske õhk.

Pealegi, millalühe silindri kasutamisel on raskusi akende avamise / sulgemise sünkroniseerimisega, seetõttu on mootoreid (PDP), milles igal silindril on kaks samas tasapinnas liikuvat kolvi. Üks neist juhib sisselaskeava, teine väljalasketoru.

Vastav alt teostusmehhanismile jaguneb puhastus piludega (akna) ja klapipiluga. Esimesel juhul toimivad aknad nii sisse- kui ka väljalaskeavadena. Teine võimalus hõlmab nende kasutamist sisselaskeavadena ja silindripeas olev klapp toimib väljalaskeavana.

Tavaliselt kasutatakse kahetaktilisi diisleid rasketel sõidukitel, nagu laevad, diiselvedurid, tankid.

Kütusesüsteem

Diiselmootorite kütusevarustus on palju keerulisem kui bensiinimootorite oma. Selle põhjuseks on kõrged nõuded kütuse etteande täpsusele aja, koguse ja rõhu osas. Kütusesüsteemi põhikomponendid - sissepritsepump, pihustid, filter.

Arvutiga juhitavat kütusevarustussüsteemi (Common-Rail) kasutatakse laialdaselt. Ta pritsib seda kahe ampsuga. Esimene neist on väike, mis suurendab temperatuuri põlemiskambris (eelsissepritse), mis vähendab müra ja vibratsiooni. Lisaks suurendab see süsteem pöördemomenti madalatel pööretel 25%, vähendab kütusekulu 20% ja tahma sisaldust heitgaasides.

Turboülelaadimine

Turbiine kasutatakse laialdaselt diiselmootorites. Selle põhjuseks on heitgaaside suurem (1,5-2) kordne rõhk, mispöörake turbiini, mis väldib turbo viivitust, andes tõuke madalamatelt pööretelt.

Külmkäivitus

Võite leida palju arvustusi, et diisel ei käivitu madalal temperatuuril. Selliste mootorite käivitamise raskus külmades tingimustes on tingitud asjaolust, et see nõuab rohkem energiat. Protsessi hõlbustamiseks on need varustatud eelsoojendiga. Seda seadet esindavad põlemiskambritesse paigutatud hõõgküünlad, mis süüte sisselülitamisel soojendavad neis olevat õhku ja töötavad pärast käivitamist veel 15-25 sekundit, et tagada külma mootori stabiilsus. Tänu sellele käivitatakse diiselmootorid temperatuuril -30 … -25 ° С.

Teenuse funktsioonid

Töötavuse tagamiseks peate teadma, mis on diiselmootor ja kuidas seda hooldada. Vaadeldavate mootorite suhteliselt madal levimus võrreldes bensiinimootoritega on muuhulgas seletatav keerukama hooldusega.

Esiteks puudutab see väga keerukat kütusesüsteemi. Seetõttu on diiselmootorid äärmiselt tundlikud kütuses sisalduva vee ja mehaaniliste osakeste sisalduse suhtes ning selle remont on sama taseme bensiiniga võrreldes kallim, nagu ka mootor tervikuna.

Turbiini puhul on kõrged nõuded ka mootoriõli kvaliteedile. Selle ressurss on tavaliselt 150 tuhat km ja hind on kõrge.

Igal juhul tuleks diiselmootoritel õli vahetada sagedamini kui bensiinimootoritel (Euroopa standardite kohaselt 2 korda).

Nagu olimärkis, et neil mootoritel on külmkäivitusprobleemid, kui diisel ei käivitu madalatel temperatuuridel. Mõnel juhul on selle põhjuseks vale kütuse kasutamine (olenev alt aastaajast kasutatakse sellistel mootoritel erinevaid marke, kuna suvine kütus külmub madalatel temperatuuridel).

Esitus

Lisaks ei meeldi paljudele diiselmootorite sellised omadused nagu väiksem võimsus ja töökiirus, kõrgem müratase ja vibratsioonitase.

Bensiinimootor ületab tavaliselt sarnase diiselmootori jõudluse, sealhulgas liitri töömahu poolest. Kõnealuse tüübi mootoril on samal ajal kõrgem ja ühtlane pöördemomendi kõver. Suurem surveaste, mis annab suurema pöördemomendi, sunnib kasutama tugevamaid osi. Kuna need on raskemad, väheneb võimsus. Lisaks mõjutab see mootori massi ja seega ka autot.

Väike töökiiruste vahemik on tingitud kütuse pikemast süttimisest, mille tulemusena ei jõua see suurel kiirusel läbi põleda.

Suurenenud müratase ja vibratsioonitase põhjustavad silindris rõhu järsu tõusu süütamise ajal.

Diiselmootorite peamisteks eelisteks peetakse suuremat veojõudu, tõhusust ja keskkonnasõbralikkust.

Veojõudu, st suurt pöördemomenti madalatel pööretel, seletatakse kütuse põlemisega selle sissepritsimisel. See tagab parema reageerimisvõime ja muudab energia tõhusa kasutamise lihtsamaks.

Majandust juhivad mõlemadmadal tarbimine ja asjaolu, et diislikütus on odavam. Lisaks on võimalik kasutada madala kvaliteediga raskeid õlisid, kuna puuduvad ranged volatiilsusnõuded. Ja mida raskem on kütus, seda suurem on mootori kasutegur. Lõpuks töötavad diislid bensiinimootoritega võrreldes lahja seguga ja suure surveastmega. Viimane annab heitgaasidega väiksema soojuskadu ehk suurema kasuteguri. Kõik need meetmed vähendavad kütusekulu. Tänu sellele kulutab diisel seda 30–40% vähem.

Diiselmootorite keskkonnasõbralikkust seletatakse sellega, et nende heitgaasides on väiksem süsinikmonooksiidi sisaldus. See saavutatakse keerukate puhastussüsteemide kasutamisega, tänu millele vastab bensiinimootor nüüd samadele keskkonnastandarditele kui diiselmootor. Seda tüüpi mootor oli selles osas varem bensiinist oluliselt madalam.

Rakendus

Nagu on selge, mis on diiselmootor ja millised on selle omadused, sobivad sellised mootorid kõige paremini juhtudel, kui on vaja suurt veojõudu madalatel pööretel. Seetõttu on need varustatud peaaegu kõigi busside, veoautode ja ehitustehnikaga. Mis puutub erasõidukitesse, siis maasturite puhul on sellised parameetrid kõige olulisemad. Kõrge efektiivsuse tõttu on nende mootoritega varustatud ka linnamudelid. Lisaks on neid sellistes tingimustes mugavam hallata. Seda annavad tunnistust ka diislikütuse proovisõidud.