Uobičajena mudrost je da dizel motori prave mnogo buke, smrde i ne isporučuju pravu količinu snage. Vjeruje se da su pogodne samo za kamioni, kombija i taksi vozila. Vjerovatno 1980-ih. sve je bilo tako, ali od tada se situacija radikalno promijenila. Dizel motori i kontrole ubrizgavanja goriva postale su mnogo naprednije. Godine 1985 skoro 65.000 dizel vozila je prodato u Velikoj Britaniji (približno 3,5% od ukupno prodatih vozila). Poređenja radi, 1985. prodato je samo 5380. (podaci vjerovatno za američko tržište).
Glavni dijelovi dizel motor moraju biti jači od dijelova motora na benzin.
Paljenje. Varnice nisu potrebne za paljenje, kao smjesa se zapali pod kompresijom.
Svijeće za paljenje. Zagrejte komoru za sagorevanje tokom hladnog starta.
Mnogi dizel motori su bazirani na benzinskim motorima, ali su njihovi glavni dijelovi izdržljiviji i sposobni izdržati visok pritisak.
Gorivo se dovodi do motora pomoću pumpe za ubrizgavanje, koja je obično pričvršćena sa strane bloka cilindra. Sistem ne koristi električno paljenje.
Glavna prednost dizel motora u odnosu na benzinske je smanjenje operativnih troškova. Dizel motori su efikasniji zbog jake kompresije i niskih troškova goriva. Naravno, cijene dizela mogu varirati, pa će vas automobil na dizel motor skupo koštati ako živite u području s visokim cijenama dizela. Osim toga, takva vozila zahtijevaju manje održavanja, ali se za njih češće organizira zamjena ulja nego za automobile koji rade na benzin.
Povećanje snage
Glavni nedostatak dizel motora je njihov niske snage u poređenju sa benzinskim motorima iste veličine.
Ovaj problem se može riješiti jednostavno povećanjem veličine motora, ali to često dovodi do značajnog ponderiranja automobila.
Neki proizvođači opremaju svoje motore turbo punjačima kako bi povećali svoju konkurentnost. Na primjer, Rover, Mercedes, Audi i VW bave se proizvodnjom turbodizela.
Kako rade dizel motori
Ulaz
Kako se klip kreće niz cilindar, usisni ventil se otvara kako bi ušao zrak.
Kompresija
Kada klip dosegne donju bazu cilindra, usisni ventil se zatvara. Klip se podiže, komprimirajući zrak.
Paljenje
Gorivo se ubrizgava u cilindar kada klip dosegne gornju bazu. Ovo pali gorivo i ponovo pokreće klip.
Pustiti
Na povratku, klip otvara izduvni ventil i izduvni gas izlazi iz cilindra.
Četvorotaktni dizel i benzinski motori rade različito uprkos činjenici da sadrže iste komponente. Glavna razlika je u načinu na koji se gorivo pali i upravljaju rezultirajućom energijom.
U benzinskom motoru, mješavina zraka i goriva se zapali varnicom. U dizel motoru gorivo se pali komprimiranim zrakom. Kod dizel motora se zrak sabija u prosjeku u omjeru 1/20, dok je kod benzinskih motora taj odnos u prosjeku 1/9. Ova kompresija snažno zagrijava zrak do temperature dovoljne da trenutno zapali gorivo, tako da nema potrebe za varnicom ili drugim sredstvima za paljenje kada se koristi dizel motor.
Benzinski motori apsorbuju mnogo vazduha po hodu klipa (konkretna količina zavisi od stepena otvaranja otvora za gas). Dizel motori uvijek apsorbiraju istu zapreminu, što ovisi o brzini, a zračni kanal nije opremljen gasom. Blokiran je jednim usisnim ventilom, a motoru nedostaju karburator i leptir ventil.
Kada klip dosegne donju bazu cilindra, usisni ventil se otvara. Pod uticajem energije drugih klipova i impulsa iz zamašnjaka, klip se šalje na gornju bazu cilindra, komprimujući vazduh oko dvadeset puta.
Čim klip dosegne gornju bazu, pažljivo odmjerena količina dizel goriva se ubrizgava u komoru za izgaranje. Zagrijani zrak kada se kompresuje trenutno zapali gorivo, koje se širi dok sagorijeva i ponovo šalje klip prema dolje, okrećući radilicu.
Kako se klip pomiče uz cilindar na taktu izduvnog gasa, Ispušni ventil otvara, dozvoljavajući izduvnim i proširenim gasovima da izađu u njih auspuha. Na kraju izduvnog takta, cilindar je ponovo spreman za svež vazduh.
Dizajn dizel motora
Dizel i benzi novi motor sastoje se od istih dijelova koji obavljaju iste funkcije. Međutim, dijelovi dizel motora su izdržljiviji jer dizajnirani su da izdrže teška opterećenja.
Zidovi bloka dizel motora obično su mnogo deblji od zidova bloka benzinskih motora. Ojačani su dodatnim rešetkama koje blokiraju impulse. Osim toga, blok dizel motora efikasno apsorbira buku.
Klipovi, klipnjače, vratila i poklopci ležaja izrađeni su od najtrajnijih materijala. Glava cilindra dizel motora ima poseban izgled povezan sa oblikom injektora, kao i oblicima komore za sagorevanje i vrtložne komore.
Injekcija
Za nesmetan i efikasan rad bilo kog motora unutrašnjim sagorevanjem potrebna je pravilna mešavina vazduha i goriva. Za dizel motore, ovaj problem je posebno relevantan, jer. vazduh i gorivo se dovode u različito vreme, mešajući se unutar cilindara.
Ubrizgavanje goriva u motor može biti direktno ili indirektno. Prema ustaljenoj tradiciji, indirektno ubrizgavanje se češće koristi, jer. omogućava vam stvaranje vrtložnih struja koje miješaju gorivo i komprimirani zrak u komori za sagorevanje.
direktno ubrizgavanje
At direktno ubrizgavanje gorivo pada direktno u komoru za sagorevanje koja se nalazi u glavi klipa. Ovakav oblik komore ne dozvoljava miješanje zraka s gorivom i paljenje nastale smjese bez snažnog kucanja karakterističnog za dizel motore.
U motoru s indirektnim ubrizgavanjem obično postoji mala spiralna vrtložna komora (predkomora). Prije ulaska u komoru za sagorijevanje, gorivo prolazi kroz vrtložnu komoru, a u njoj se formiraju vrtložni tokovi, koji osiguravaju bolje miješanje sa zrakom.
Nedostatak ovakvog pristupa je što vrtložna komora postaje deo komore za sagorevanje, što znači da cela konstrukcija postaje nepravilnog oblika, stvara probleme tokom sagorevanja i negativno utiče na efikasnost motora.
indirektno ubrizgavanje
Indirektnim ubrizgavanjem gorivo ulazi u malu predkomoru, a odatle u komoru za sagorevanje. Kao rezultat, dizajn poprima nepravilan oblik.
Motor sa direktnim ubrizgavanjem nije opremljen vrtložnom komorom, a gorivo ulazi direktno u komoru za sagorevanje. Prilikom projektovanja komora za sagorevanje u glavi klipa, inženjeri moraju obratiti posebnu pažnju na njihov oblik kako bi osigurali dovoljnu snagu vrtloga.
žarnice
Za zagrijavanje glave cilindra i bloka cilindra prije hladnog starta, dizel motori koriste žarnice. Kratke i široke svijeće su sastavni dio električni sistemi vozila. Kada je napajanje uključeno, elementi u svijećama se vrlo brzo zagrijavaju.
Svjećice se aktiviraju određenim okretanjem stupa upravljača ili posebnim prekidačem. IN najnoviji modeli svjećice se automatski gase čim se motor zagrije i ubrza do brzine iznad praznog hoda.
Kontrola brzine
Za razliku od benzinskih motora, dizel motori nemaju gas, tako da količina zraka koju troše ostaje ista. Brzina motora određena je samo količinom goriva ubrizganog u komoru za izgaranje. Što više goriva, više energije se oslobađa tokom sagorevanja.
Pedala gasa je povezana sa senzorom u sistemu paljenja, a ne sa gasom, kao u automobilima koji rade na benzin.
Još uvijek morate okrenuti ključ za paljenje da biste zaustavili dizel motor. IN benzinski motor istovremeno, iskra nestaje, a kod dizela se isključuje solenoid, koji je odgovoran za dovod goriva u pumpu. Nakon toga, motor troši preostalo gorivo u njemu i zaustavlja se. Zapravo, dizel motori se zaustavljaju brže od benzinskih jer ih visoki pritisak dosta usporava.
Kako pokrenuti dizel motor
Dizel motori, kao i benzinski motori, pokreću se kada se uključi elektromotor, koji pokreće ciklus kompresije i paljenja. Međutim, dizel motore je teško pokrenuti na niskim temperaturama jer se komprimirani zrak ne zagrijava do temperature potrebne za paljenje goriva.
Da bi riješili ovaj problem, proizvođači proizvode žarnice. Grijalice su električni grijači na baterije koji se pale nekoliko sekundi prije pokretanja motora.
Dizel gorivo
Gorivo koje se koristi u dizel motorima se veoma razlikuje od benzina. Ne prolazi kroz pročišćavanje i stoga je viskozna teška tekućina koja prilično sporo isparava. Zahvaljujući ovim fizička svojstva dizel gorivo se ponekad naziva dizel ulje ili ulje. U servisnim centrima i benzinskim pumpama, vozila rade dalje dizel gorivo, koji se često naziva dervs (od cestovnih vozila sa dizel motorom).
Po hladnom vremenu, dizel gorivo se brzo zgušnjava ili čak smrzava. Osim toga, sadrži malu količinu vode, koja se također može smrznuti. Sva goriva apsorbuju vodu iz atmosfere. Štaviše, često prodire u podzemne rezervoare. Dozvoljeni sadržaj vode u dizel gorivu je 0,00005-0,00006%, tj. četvrt šolje vode na 40 litara goriva.
Blokada leda ili vode može blokirati vodove za gorivo i injektore, što onemogućuje pokretanje motora. Zato po hladnom vremenu možete vidjeti vozače koji pokušavaju zagrijati cijev goriva pomoću lemilice.
As preventivna mjera sa sobom možete nositi dodatni rezervoar, međutim, moderni proizvođači već dodaju nečistoće u gorivo, što mu omogućava da se koristi na temperaturama iznad -12-15 ° C.
Kao što znate, dizel motori su skuplji za održavanje, a još više za popravku, zbog činjenice da su njihove komponente i dijelovi (pumpa za gorivo visokog pritiska ili pumpa za gorivo visokog pritiska, injektor pumpe, turbopunjač, injektor) izrađeni su sa najvećom preciznošću. Istovremeno, oni su, u pravilu, ekonomičniji od benzinskih i imaju veću efikasnost (efikasnost) - za 10-14 posto. Osim toga, moderni dizel motori imaju više snage i odlična prihvatljivost. A da bi se dodatno povećale karakteristike snage i vuče, dizel motori su opremljeni turbo punjenjem i međuhladnjakom.
Princip rada dizel motora i njegova razlika od benzinskog.
Principi rada dizelskih i benzinskih motora, kao što je gore navedeno, potpuno su različiti.
Kod benzinskih motora sa unutrašnjim sagorevanjem (karburator, ubrizgavanje) priprema smeše se po pravilu odvija u usisnom traktu: gotova smeša se ubacuje u cilindar, koja se tamo pali svećicom u trenutku kompresija.
Kod dizel motora sve je drugačije, a formiranje smjese se događa direktno u cilindru. Zapaljivač je zrak, koji se, kada se kompresuje, zagrijava i pali dizel gorivo. Samo ovo gorivo se dovodi u komoru za sagorevanje pomoću injektora i pumpe za gorivo visokog pritiska (injektor pumpe) pod visokim pritiskom.
Sada ćemo se detaljnije upoznati s ovim procesom, korak po korak. Inače, broj potonjih u dizel i benzinskim motorima je (četiri). Pogledajmo svaki od koraka.
Prvi takt dizel motora je usisni hod.
Tokom prvog ciklusa, klip se kreće od gornje mrtve tačke (TDC) do donje mrtve tačke (BDC). U ovoj fazi, usisni ventil je otvoren, dok je ispušni ventil prirodno zatvoren. Kada se klip pomeri na Nmt, stvara se vakuum i cilindar motora se puni vazduhom, koji se pre ulaska u cilindar čisti od mehaničkih nečistoća u filteru za vazduh.
Drugi hod će biti kompresijski hod.
U ovom trenutku, ventili (ulazni i ulazni) su zatvoreni i klip se pomiče iz BDC u TDC. A pošto su ventili zatvoreni, vazduh nema kuda, pa se komprimira stvarajući visok pritisak i zagreva - do 800 stepeni Celzijusa.
Treći ciklus je ciklus ekspanzije (radni hod).
Dok se klip kreće u TDC, dizel gorivo se u cilindar dovodi pod visokim pritiskom (od 150 do 300 bara) pomoću mlaznice i tamo raspršuje. U procesu atomizacije goriva miješa se s vrućim zrakom i, posljedično, njegovo naknadno paljenje. Kada smjesa izgori, temperatura u cilindru naglo raste - do 1750 -1800 stepeni Celzijusa. Istovremeno se povećava i pritisak, koji dostiže 10-12 MPa. Nastaju plinovi koji guraju klip odozgo prema dolje. Krećući se prema dolje, klip obavlja posao koji mu je dodijeljen. U Nmt, pritisak opada sa temperaturom.
Četvrti ciklus je završni, on je ujedno i ciklus oslobađanja.
Klip se pomera prema gore. Izduvni ventil se otvara i gasovi imaju tendenciju da napuste komoru za sagorevanje kroz kanale u glavi motora (glava cilindra) u izduvni razvodnik. Zatim plinovi ulaze u prigušivač, gdje se čiste (filteri čađi se ugrađuju u moderne dizel motore) i okruženje. U ovom trenutku temperatura u cilindru se smanjuje na 450-540 stepeni, a pritisak pada na 10-20 bara.
Video.
Opis dizajna
Dizel motor je klipni motor sa klipom sa istim osnovnim dizajnom i radnim ciklusom kao i benzinski motor. Glavna razlika između dizel motora i benzinskog motora je gorivo koje se koristi i način na koji se gorivo pali da bi se sagorelo.
Posao
Dizel motori koriste toplinu kompresije za paljenje mješavine zraka i goriva u komori za sagorijevanje. Ovo paljenje se izvodi pomoću visokog pritiska kompresije i dizel goriva ubrizganog u komoru za sagorevanje pod veoma visokim pritiskom. Kombinacija dizel goriva i visokog pritiska kompresije omogućava samozapaljenje za pokretanje ciklusa sagorevanja.
Blok cilindra
Blokovi cilindara dizelskih i benzinskih motora slični su jedni drugima, ali postoje neke razlike u njihovom dizajnu. Većina dizel motora koristi obloge cilindara, a ne cilindre izgrađene kao dio bloka. Korištenjem košuljice cilindara mogu se izvršiti popravci kako bi se omogućilo da motor radi duže vrijeme. Kod onih dizel motora koji ne koriste košuljice cilindara, zidovi cilindara su deblji od onih na benzinskom motoru istog obujma. Za povećanje nosive površine radilica dizel motori imaju teže i deblje glavne mreže.
Vlažne obloge cilindara
Vlažne obloge cilindara koje se koriste u dizel motorima slične su onima koje se koriste u benzinskim motorima. Fizičke dimenzije košuljice mogu varirati kako bi odgovarale radnim uvjetima dizel motora.
Radilica
Radilica koja se koristi u dizel motorima ima sličan dizajn kao radilica na benzinskim motorima, ali sa dvije razlike:
Radilice dizel motora su obično kovane, a ne livene. Kovanje čini radilicu izdržljivijom.
. Rubci radilice dizel motora su obično veći od rukavaca radilice benzinskih motora.
Uvećanje vrata omogućava radilica izdržati teška opterećenja.
klipnjače
Klipnjače koje se koriste u dizel motorima obično su izrađene od kovanog čelika. Klipnjače dizel motora razlikuju se od klipnjača benzinskih motora po tome što su kapice pomaknute i imaju fine zupce na spojnoj površini klipnjače. Offset dizajn sa finim zupcima pomaže da poklopac ostane na mjestu i smanjuje opterećenje na vijcima klipnjače.
Klipovi i klipni prstenovi
Klipovi koji se koriste u lakim dizel motorima izgledaju slično klipovima koji se koriste u benzinskim motorima. Dizelski klipovi su teži od klipova benzinskih motora jer su dizelski klipovi obično napravljeni od kovanog čelika, a ne od aluminijuma, a materijal je deblji iznutra.
Kompresijski prstenovi koji se koriste u dizel motorima obično su napravljeni od livenog gvožđa i često su presvučeni hromom i molibdenom kako bi se smanjilo trenje.
glava cilindra
Izvana, glava cilindra dizel motora na mnogo načina izgleda slično glavi cilindra benzinskog motora. Ali postoje mnoge unutrašnje razlike u dizajnu koje dizel motore čine drugačijim, originalnim.
Na dizel motoru, sama glava cilindra mora biti mnogo jača i teža kako bi izdržala visoka toplinska i tlačna opterećenja. Dizajn komore za izgaranje i zračnih prolaza kod dizel motora može biti složeniji nego kod benzinskog motora.
U dizel motorima se koristi nekoliko dizajna komora za izgaranje, ali su najčešće dvije izvedbe: nepodijeljena komora za izgaranje i vrtložna komora.
Nepodijeljeni dizajn komore za sagorijevanje
Najčešći tip komore za sagorevanje za dizel motor je nepodeljena komora, takođe poznata kao komora za sagorevanje sa direktnim ubrizgavanjem. U nepodijeljenom dizajnu, stvaranje turbulencije (vrtloga) usisnog zraka nastaje zbog oblika kanala za usis zraka. Gorivo se ubrizgava direktno u komoru za sagorevanje.
Dizajn vrtložne komore
Dizajn vrtložne komore koristi dvije komore za sagorijevanje za svaki cilindar. Glavna komora je povezana uskim kanalom sa manjom vrtložnom komorom. U vrtložnoj komori se nalazi injektor goriva. Vrtložna komora je namijenjena da osigura početak procesa sagorijevanja. Usisni vazduh se uvodi u vrtložnu komoru kroz uski kanal. Gorivo se zatim ubrizgava u vrtložnu komoru i nastala mešavina se pali. Nakon toga, goruća smjesa ulazi u glavnu komoru za sagorijevanje, gdje završava svoje sagorijevanje, prisiljavajući klip da se pomjeri prema dolje.
Ventili i sjedišta ventila
Ventili dizel motora su napravljeni od specijalnih legura koje su u stanju da rade dobro u uslovima visoke temperature i pritiska dizel motora. Neki ventili su djelomično ispunjeni natrijem, koji pomaže u uklanjanju topline. Veliki procenat toplote se prenosi sa glave ventila na sedište ventila. Da bi se osigurao adekvatan prijenos topline, posebna pažnja se mora obratiti na širinu sjedišta ventila.
Široko sjedište ventila ima prednost jer može prenijeti više topline. Međutim, široko sjedište ventila također ima veći potencijal za akumulaciju naslaga ugljika, što može uzrokovati curenje u ventilu. Usko sjedište ventila pruža bolje zaptivanje od širokog sjedišta ventila, ali ne prenosi istu količinu topline. Kod dizel motora mora se napraviti kompromis između širokih i uskih sjedišta ventila.
Dizel motori često koriste umetke sjedišta ventila. Prednost umetaka je što su zamjenjivi. Umetci sjedišta ventila izrađeni su od posebnih metalnih legura koje izdržavaju toplinu i pritisak dizel motora.
Sistem snabdevanja gorivom
Konvencionalni dizajn
U konvencionalnom sistemu za snabdevanje dizel gorivom, gorivo se crpi iz rezervoar za gorivo, se filtrira i dovodi u pumpu visokog pritiska. Gorivo pod visokim pritiskom se dovodi do potrebnog pritiska i dovodi u razvodnik za gorivo, koji se napaja brizgaljke za gorivo. Sistem za kontrolu ubrizgavanja aktivira injektore u odgovarajućim trenucima, koji tokom kompresijskog hoda klipa ubrizgavaju gorivo za njegovo naknadno sagorevanje.
Common rail dizajn
Common rail dizel motori koriste nezavisnu proizvodnju pritiska goriva i sisteme za ubrizgavanje goriva. Pumpa za gorivo Visokotlačni ventil izvlači gorivo iz rezervoara i isporučuje ga kroz regulator pritiska u zajednički razvodnik goriva. Pumpa visokog pritiska sastoji se od pumpe za prenos nizak pritisak i komore visokog pritiska. Ubrizgavanjem goriva upravlja upravljački modul pogonska jedinica(PCM) i upravljački modul injektora (IDM), koji reguliše trajanje otvorenog stanja brizgaljki u zavisnosti od uslova rada motora.
Common rail dizajn značajno smanjuje emisije izduvnih gasova i minimizira radnu buku. Sve je to posljedica veće kontrole procesa sagorijevanja. Podešavanje pritiska goriva i faze rada injektora kontrolišu UM i PCM. Promijenjen je i dizajn injektora, koji sada omogućava ubrizgavanje goriva prije ubrizgavanja (pre-injection) i post-injection (post-injection) u različitim fazama kompresijskog hoda i snage.
Poboljšano upravljanje gorivom rezultira čistijim, konzistentnijim sagorevanjem i pritiskom u cilindru. Ovo utiče na smanjenje toksičnosti izduvnih gasova i buke tokom rada.
Sistem podmazivanja
Sistem podmazivanja koji se koristi u dizel motorima je u principu sličan sistemima benzinskih motora. Većina dizel motora ima neku vrstu hladnjaka ulja koji pomaže u uklanjanju topline iz ulja. Ulje teče pod pritiskom kroz kanale motora i vraća se u kućište radilice.
Ulje za podmazivanje koje se koristi u dizel motorima razlikuje se od ulja koje se koristi u benzinskim motorima. Specijalno ulje Ovo je neophodno jer dizel motori imaju tendenciju da kontaminiraju ulje više nego benzinski motori. Visok sadržaj ugljenika u dizel gorivu uzrokuje da ulje koje se koristi u dizel motorima mijenja boju ubrzo nakon upotrebe. Treba ga samo koristiti motorno ulje koji je posebno dizajniran za dizel motore.
Sistem hlađenja
Sistem za hlađenje dizel motora obično ima veći kapacitet od rashladnog sistema benzinskog motora. Temperatura unutar dizel motora mora se pažljivo kontrolirati jer se toplina koristi za paljenje goriva.
Ako je temperatura motora preniska, javljaju se sljedeći problemi:
Povećano trošenje
. Loša potrošnja goriva
. Nakupljanje vode i mulja u kućištu motora
. Gubitak snage
Ako je temperatura motora previsoka, javljaju se sljedeći problemi:
Povećano trošenje
. badass
. Detonacija
. Gori klipovi i ventili
. Problemi sa podmazivanjem
. Zaglavljivanje pokretnih dijelova
. Gubitak snage
sistem za ubrizgavanje goriva
Dizel motor radi na principu samozapaljenja. Usisni vazduh i gorivo su toliko jako kompresovani u komori za sagorevanje da se molekuli zagrevaju i zapale bez pomoći spoljne iskre za paljenje. Omjer kompresije dizel motora je mnogo veći od omjera kompresije benzinskog motora. Omjer kompresije kod dizel motora s direktnim usisom zraka je približno 22:1. Turbodizel motori imaju omjer kompresije u rasponu od 16,5-18,5:1. Pritisak kompresije raste i temperatura vazduha raste sa približno 500°C na 800°C (932°F do 1472°F).
Dizel motori mogu raditi samo sa sistemom za ubrizgavanje goriva. Do miješanja dolazi samo u fazi ubrizgavanja i sagorijevanja goriva.
Na kraju takta kompresije, gorivo se ubrizgava u komoru za izgaranje gdje se miješa sa vrućim zrakom i pali. Kvalitet ovog procesa sagorevanja zavisi od kvaliteta formiranja smeše. Jer gorivo se ubrizgava tako kasno da nema mnogo vremena da se pomeša sa vazduhom. Kod dizel motora, omjer vazduh-gorivo se konstantno održava na nivou većem od 17:1, čime se osigurava da svo gorivo sagorijeva. Za više detaljne informacije pogledajte publikaciju "Rad motora i njegovih sistema".
Francuski naučnik S. Carnot je 1824. godine stvorio temelje termodinamike. U ovom djelu, on je, između ostalog, argumentirao i to na silu toplotni motor Možete raditi najekonomičnije dovođenjem radnog fluida do tačke paljenja goriva kompresijom. Zapravo, on je formulirao princip na kojem rade dizel motori. Ostalo je samo uzeti i napraviti takav motor. Ali na to je trebalo čekati još nekoliko decenija.
Godine 1892. njemački inženjer Rudolf Diesel dobija patent za prvi motor (prikazan na slici) koji radi na zraku komprimiranom do tačke paljenja. Godine 1987. počeo je sa radom prvi "dizel motor" (kako Nemci zovu motor sa kompresijskim paljenjem) koji je dokazao svoju efikasnost.
U poređenju sa "otto-motorom" (benzinskim motorom sa svjećicama), novi motor je bio teži i u početku nije izazivao veliki entuzijazam. Ali samo na početku. Dizajn dizel motora prvih uzoraka uključivao je zračni kompresor za ubrizgavanje goriva.
Sam Dizel je isprva namjeravao koristiti vrlo egzotičnu opciju: ugljenu prašinu. Mješavina ugljene prašine i zraka, naravno, može raditi u motoru, ali koliko sati će abrazivne čestice pojesti prstenove, klipove, sjedišta i ploče ventila, nekako nisu razmišljali o tome. A samu ugljenu prašinu nije tako lako dobiti.
Zbog teškog kompresora ispostavilo se da je motor nemoguće koristiti kopneni transport. Ali u svom poslu trošio je tako malo goriva i njegov rad je bio toliko stabilan da ga je već bilo nemoguće odbiti. Proračuni su pokazali da se od motora može očekivati znatno veća snaga ako se riješi problem s dovodom goriva.
Inženjeri su imali ideju da zamijene kompresor klipnom pumpom. Bilo je izuzetno isplativo pumpati gorivo u tečnom obliku, potrebno je mnogo manje energije, a pumpa se može napraviti prilično mala. Međutim, nije bilo tako lako napraviti par klipa. Poenta je posebna točnost izrade - razmak između dijelova je 2-3 mikrona.
Ipak, dizelaši su našli posao. Prvo su postavljene na njemačke podmornice pod Kaiserom Wilhelmom. (Možda je s tim povezana mračna priča o nestanku samog pronalazača, koji se utopio u La Manšu na putu za Englesku.)
Godine 1920. Robert Bosch konačno dobija kvalitetnu klipnu pumpu. Naučili su da dovode više goriva u cilindre motora. Sada su brzina dizel motora i njegova specifična snaga dovoljni za ugradnju na vozila. Zajedno sa pumpom, Bosch razvija i veoma uspešnu mlaznicu za gorivo.
Sagorevanje goriva u dizel motoru
Najlakši način da shvatite kako radi dizel motor je da pogledate sagorijevanje goriva u njemu. Dizeli koriste teško gorivo. To znači da ovaj tip motora sa unutrašnjim sagorevanjem može da radi na kerozin (poznat kao dizel), lož ulje, sirovo ulje, pa čak i neka biljna ulja.
Sva ova goriva su kaloričnija od benzina. dakle, radna temperatura dizel motor je mnogo veći od benzinskog motora. Ali teška goriva gore gore od benzina, sporije i teže zapaljiva. Moraju se zapaliti glavni stepen kompresijom, mješavinu zraka i goriva treba zagrijati na 700-800°C.
Viskozitet bilo koje dizel tipovi gorivo je čak i u zagrijanom stanju veće od benzina i potrebno ga je prskati do najsitnijeg stanja, posebno kod brzih dizel motora. Još jedan eksperimentalni dizel motor radio je sa ubrizgavanjem goriva pri pritisku od najmanje 50 bara (atm), a praktičan motor zahteva 100-200 bara.
Međutim, teška goriva-energija imaju svoju prednost u odnosu na benzin. Pritisak u cilindru dizela je gotovo konstantan tokom cijelog takta ekspanzije, tako da je njihov okretni moment vrlo značajan i stabilan. Zbog konstantnog pritiska, vrijeme paljenja također ostaje konstantno i ne zahtijeva podešavanje. Resurs dizel motora je duži od benzinskog motora. Postoje područja u kojima je dizel praktično neophodan, na primjer u poljoprivrednom traktoru.
Vrste dizel motora
Princip rada dizel motora je isti za sve njih: prvo se komprimira svježi naboj radnog fluida (zrak), a zatim se ubrizgava gorivo. Od visoke temperature smjesa se zapali i izgori, podižući pritisak. Pod njegovim dejstvom, klip se pomera unazad i na najnižoj tački otvara se izduvni ventil cilindra, oslobađajući izduvni gas. U osnovi, ovo je ugljični dioksid, dizel motori su ekološki čistiji od benzinskih.
Dizelske komore za sagorijevanje mogu se napraviti direktno u dnu klipa - tu se pravi udubljenje posebnog oblika - ili se u nekim slučajevima koriste predkomorije (ili predkomorije, kako kažu u domovini motora) . Prva opcija je najekonomičnija, druga se smatrala optimalnom prethodnih godina. Sada, kada se ekonomija u mnogim slučajevima smatra odlučujućom, predkomorne opcije se ponovo napuštaju.
Radni proces kod dizel motora može se odvijati, kao i kod benzinskog motora, u dva ili četiri ciklusa. Velika većina dizelaša je četverotaktna. Dvotaktni se lakše okreću unazad, pa su uobičajeni na pomorskim plovilima, gdje se koristi kruta veza s osovinom propelera. Komore za sagorevanje kod dvotaktnih dizel motora nisu odvojene zbog očiglednih problema sa čišćenjem predkomora.
Dizajn dizel motora ovisi o njegovoj snazi i namjeni. Većina moćni motori, koji se koriste na brodovima i nekim elektranama, imaju križnu glavu - uređaj za smanjenje bočnih sila na klip. Sve snažni dizel motori imaju složeno dno, jer su izloženi visokim temperaturama.
Dio okrenut prema cilindru je od čelika, a ostatak klipa (suknja) od aluminija. Osim toga, u klipu su napravljeni žljebovi za sistem hlađenja ulja.
Vrste dizel motora također se razlikuju po rasporedu cilindara. Postoji običan, u obliku slova V, pa čak i onaj u kojem se cilindri nalaze sa okretom od 180 stepeni. Zavisi od uslova koji postoje na mestu gde je motor ugrađen. Na primjer, moderni kamion ili autobus će najvjerovatnije koristiti dvoredni dizel motor instaliran ispod poda vozačeve kabine. Način na koji je dizel motor uređen također će ovisiti o prisutnosti kompresora.
Dizeli sa turbopunjačem
Snaga dizel motora, bez povećanja potrošnje goriva, može se povećati pomoću turbo punjača. Tada možete koristiti još jedan dobar dio Carnotovog ciklusnog dijagrama. Rad dizel motora s turbopunjačem ima prednost u odnosu na korištenje energije izduvnih gasova možete okretati turbinu, a na istu osovinu ugraditi drugu turbinu - kompresor.
Ovaj kompresor će izduvati zrak usisna grana, punjenje zraka u cilindrima će se povećati, a samim tim i snaga motora će se značajno povećati. (Rad takvih motora lako se prepoznaje po karakterističnom zvižduku u trenutku kada se turbina okreće.)
Prednosti i mane dizelaša
Prednosti dizel motora su visoki i konstantni okretni moment u kombinaciji s visokom ekološkom prihvatljivošću izduvnih plinova (to se, međutim, odnosi samo na moderne motore). Takođe van konkurencije je njihova visoka efikasnost, najveća među motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Poznati dizel motori (MAN) daju više od 50% (što se smatralo "teorijskim" maksimumom). Koristi maksimum svih savremenih dostignuća. Profitabilnost dostiže i do 40% u poređenju sa benzinom.
Problemi dizel motora, a bez njih nema tehnologije, teško se mogu pokrenuti, zbog visokog omjera kompresije (do 25 in. savremeni motori), automobili moraju staviti snažan starter i akumulator. Visoko precizna proizvodnja visokotlačnih pumpi i injektora otežava održavanje.
Dizel motori su izuzetno osjetljivi na mehaničku kontaminaciju goriva, za čije prečišćavanje se mora koristiti čak i centrifuga kao dio opreme za gorivo. Sa jednakom zapreminom u litrama, dizel motor je inferiorniji od benzinskog motora po snazi, sa jednakom snagom, dizel motor je teži. Dizel motor zahtijeva kvalitetnije legure za svoju proizvodnju i znatno je skuplji od benzinskog motora.
Pa ipak, upoređujući prednosti i nedostatke dizel motora, možete napraviti izbor u korist dizel motora. Tome posebno doprinosi tehnološki napredak u oblasti elektronike i upravljačkih jedinica motora. Sistem "zajedničkog autoputa" ( common rail) i elektromagnetni injektori omogućavaju uvelike pojednostavljenje TVND-a, a kontrolna jedinica maksimizira uštedu goriva, budući da radi u svim prolaznim modovima i uspijeva sve pratiti.
