Geleneksel görüş, dizel motorların çok fazla ses çıkardığını, kötü koktuğunu ve gerekli gücü üretmediğini savunur. Yalnızca aşağıdakiler için uygun olduğu düşünülmektedir: kamyonlar, minibüsler ve taksiler. Muhtemelen 1980'lerde. her şey böyleydi ama o zamandan beri durum kökten değişti. Dizel motorlar ve yakıt enjeksiyon kontrolleri çok daha karmaşık hale geldi. 1985 yılında Birleşik Krallık'ta neredeyse 65.000 dizel otomobil satıldı (satılan toplam otomobillerin yaklaşık %3,5'i). Karşılaştırma için, 1985'te Yalnızca 5380 adet satıldı (veriler muhtemelen ABD pazarına yöneliktir).
Ana parçalar dizel motor benzinli motor parçalarından daha güçlü olmalıdır.
Ateşleme. Ateşleme için kıvılcım gerekli değildir, çünkü karışım sıkıştırma altında tutuşur.
Kızdırma bujileri. Soğuk çalıştırma sırasında yanma odasını ısıtır.
Birçok dizel motor benzinli motorlara dayanmaktadır, ancak ana parçaları daha dayanıklıdır ve yüksek basınçlara dayanabilir.
Yakıt, motora genellikle silindir bloğunun yan tarafına bağlanan dozajlı enjeksiyon pompası yoluyla girer. Sistem elektrikli ateşleme kullanmaz.
Dizel motorların benzinli motorlara göre en büyük avantajı işletme maliyetlerinin azalmasıdır. Dizel motorlar, güçlü sıkıştırma ve daha düşük yakıt maliyetleri nedeniyle daha verimlidir. Elbette dizel fiyatları değişiklik gösterebilir, bu nedenle dizel fiyatlarının yüksek olduğu bir bölgede yaşıyorsanız dizel bir araba size çok pahalıya mal olacaktır. Ek olarak, bu tür arabalar daha az bakım gerektirir, ancak onlar için benzinle çalışan arabalara göre daha sık yağ değişimi düzenlenir.
Güç artırma
Dizel motorların en büyük dezavantajı ise düşük güç Eşit deplasmanlı benzinli motorlarla karşılaştırıldığında.
Bu sorun, yalnızca motor boyutunu artırarak çözülebilir, ancak bu genellikle arabanın önemli bir ağırlığına yol açar.
Bazı üreticiler motorlarını daha rekabetçi hale getirmek için turboşarjlarla donatıyor. Örneğin Rover, Mercedes, Audi ve VW turbodizel üretimi yapıyor.
Dizel motorlar nasıl çalışır?
Giriş
Piston silindirin içinde aşağı doğru hareket ettikçe emme valfi açılır ve hava içeri alınır.
Sıkıştırma
Piston silindirin tabanına ulaştığında emme valfi kapanır. Piston havayı sıkıştırarak yükselir.
Ateşleme
Piston üst tabana ulaştığında yakıt silindire enjekte edilir. Bu, yakıtı ateşler ve pistonu tekrar harekete geçirir.
Serbest bırakmak
Dönüş yolunda piston egzoz valfini açar ve egzoz gazı silindirden çıkar.
Dört zamanlı dizel ve benzinli motorlar aynı bileşenleri içermelerine rağmen farklı çalışırlar. Temel fark, yakıtın ateşlenme ve ortaya çıkan enerjinin yönetilme biçiminde yatmaktadır.
Benzinli motorda hava ve yakıt karışımı bir kıvılcımla ateşlenir. Dizel motorda yakıt basınçlı hava ile ateşlenir. Dizel motorlarda hava ortalama 1/20 oranında sıkıştırılırken, benzinli motorlarda bu oran ortalama 1/9'dur. Bu sıkıştırma, havayı, yakıtı anında tutuşturmaya yetecek bir sıcaklığa büyük ölçüde ısıtır, böylece dizel motor kullanırken kıvılcım veya diğer ateşleme yöntemlerine gerek kalmaz.
Benzinli motorlar, piston stroku başına çok fazla hava emer (tam hacim, gaz kelebeği açıklığının açılma derecesine bağlıdır). Dizel motorlar her zaman hıza bağlı olarak aynı hacmi emer ve hava kanalında bir gaz kelebeği bulunmaz. Bir emme valfi ile kapatılır ve motorda karbüratör veya kelebek valf yoktur.
Piston silindirin tabanına ulaştığında emme valfi açılır. Diğer pistonlardan gelen enerji ve volandan gelen momentumun etkisiyle piston silindirin üst tabanına gönderilerek havayı yaklaşık yirmi kat sıkıştırır.
Piston üst tabana ulaştığında, yanma odasına dikkatli bir şekilde ölçülen hacimde dizel yakıt enjekte edilir. Sıkıştırma sırasında ısıtılan hava, yanma sırasında genleşen yakıtı anında ateşler ve pistonu tekrar aşağı göndererek krank milini döndürür.
Piston egzoz strokunda silindiri yukarı doğru hareket ettirirken, Egzoz vanası açılarak egzoz ve genleşmiş gazların içeri kaçmasına izin verir egzoz borusu. Egzoz strokunun sonunda silindir tekrar yeni bir temiz hava kısmı için hazırdır.
Dizel motor tasarımı
Dizel ve benzin yeni motor Aynı işlevleri yerine getiren özdeş parçalardan oluşur. Ancak dizel motor parçaları daha dayanıklıdır çünkü... ağır yüklere dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
Dizel motor bloğunun duvarları genellikle benzinli motor bloğunun duvarlarından çok daha kalındır. Darbeleri engelleyen ek çubuklarla güçlendirilmişlerdir. Ayrıca dizel motor bloğu gürültüyü etkili bir şekilde emer.
Pistonlar, biyel kolları, miller ve yatak muhafazası kapakları en dayanıklı malzemelerden yapılmıştır. Dizel motorun silindir kafası, enjektörlerin şeklinin yanı sıra yanma odası ve girdap odasının şekliyle bağlantılı özel bir görünüme sahiptir.
Enjeksiyon
Her motorun düzgün ve verimli çalışması için içten yanma Doğru hava ve yakıt karışımı gereklidir. Dizel motorlar için bu sorun özellikle önemlidir, çünkü hava ve yakıt verilir farklı zaman, silindirlerin içinde karıştırılıyor.
Motora yakıt enjeksiyonu doğrudan veya dolaylı olabilir. Yerleşik geleneğe göre dolaylı enjeksiyon daha sık kullanılır, çünkü yakıtı karıştıran girdap akışları oluşturmanıza olanak tanır ve sıkıştırılmış hava yanma odasında.
Direkt enjeksiyon
Şu tarihte: direkt enjeksiyon Yakıt doğrudan piston kafasında bulunan yanma odasına düşer. Haznenin bu şekli, dizel motorların sert vuruntu özelliği olmadan, havanın yakıtla karıştırılmasına ve ortaya çıkan karışımın ateşlenmesine izin vermez.
Dolaylı enjeksiyonlu bir motorda genellikle küçük bir spiral girdap odası (ön oda) bulunur. Yanma odasına girmeden önce yakıt bir girdap odasından geçer ve içinde girdap akışları oluşturularak hava ile daha iyi karışması sağlanır.
Bu yaklaşımın dezavantajı girdap odasının yanma odasının bir parçası haline gelmesi, yani tüm yapının düzensiz bir şekil alması, yanma sorunlarına neden olması ve motor verimliliğini olumsuz etkilemesidir.
Dolaylı enjeksiyon
Dolaylı enjeksiyonda yakıt küçük bir ön odaya ve oradan da yanma odasına girer. Sonuç olarak yapı düzensiz bir şekil alır.
Direkt enjeksiyonlu motorda girdap odası bulunmaz ve yakıt doğrudan yanma odasına girer. Mühendisler, piston tepesindeki yanma odalarını tasarlarken, yeterli girdap mukavemetini sağlamak için bunların şekillerine özellikle dikkat etmelidir.
Kızdırma bujileri
Soğuk çalıştırmadan önce silindir kapağını ve silindir bloğunu ısıtmak için dizel motorlarda kızdırma bujileri kullanılır. Kısa ve geniş mumlar ayrılmaz parça araba elektrik sistemleri. Güç açıldığında mumların içindeki elementler çok çabuk ısınır.
Kızdırma bujileri ne zaman açılır özel büküm direksiyon kolonu veya ayrı bir anahtar kullanarak. İÇİNDE son modeller Motor ısındığında ve rölanti devrinin üzerine çıktığında bujiler otomatik olarak kapanır.
Hız kontrolü
Benzinli motorlardan farklı olarak dizel motorlarda gaz kelebeği bulunmadığından tükettikleri hava miktarı aynı kalır. Motor devri yalnızca yanma odasına enjekte edilen yakıtın hacmine göre belirlenir. Ne kadar fazla yakıt olursa, yanma sırasında o kadar fazla enerji açığa çıkar.
Gaz pedalı, benzinle çalışan arabalarda olduğu gibi gaz kelebeğine değil, ateşleme sistemindeki bir sensöre bağlanır.
Dizel motoru durdurmak için yine de kontak anahtarını çevirmeniz gerekir. İÇİNDE benzinli motor bu durumda kıvılcım kaybolur ve dizel motorda pompaya yakıt sağlamaktan sorumlu solenoid kapatılır. Bundan sonra motor kalan yakıtı tüketir ve durur. Aslında dizel motorlar benzinli motorlara göre daha hızlı durur çünkü yüksek basınç onları çok yavaşlatır.
Dizel motor nasıl çalıştırılır
Benzinli motorlar gibi dizel motorlar da, sıkıştırma ve ateşleme döngüsünü başlatan bir elektrik motoru açıldığında çalışır. Ancak düşük sıcaklıklarda dizel motorlar, basınçlı havanın yakıtı tutuşturmak için gereken sıcaklığa ulaşmaması nedeniyle çalıştırmada zorluk çeker.
Bu sorunu çözmek için üreticiler kızdırma bujileri üretiyor. Kızdırma bujileri, motor çalıştırılmadan birkaç saniye önce devreye giren, aküyle çalışan elektrikli ısıtıcılardır.
Dizel yakıt
Dizel motorlarda kullanılan yakıt benzinden çok farklıdır. Saflaştırmaya tabi tutulmaz ve bu nedenle oldukça yavaş buharlaşan viskoz, ağır bir sıvıdır. Bunlar sayesinde fiziki ozellikleri Dizel yakıt bazen denir dizel yakıt veya akaryakıt. Servis merkezlerinde ve benzin istasyonlarında çalışan araçlar dizel yakıt, genellikle derveler olarak adlandırılır (dizel motorlu karayolu taşıtlarından).
Soğuk havalarda dizel yakıt hızla yoğunlaşır ve hatta donar. Ayrıca az miktarda su da içerir ve donabilir. Her türlü yakıt atmosferden su emer. Üstelik sıklıkla yer altı rezervuarlarına da nüfuz ediyor. Dizel yakıtta izin verilen su içeriği %0,00005-0,00006'dır, yani. 40 litre yakıt başına çeyrek bardak su.
Buz veya su birikmesi yakıt hatlarını ve enjektörleri tıkayarak motorun çalışmasını engelleyebilir. Bu nedenle soğuk havalarda sürücülerin yakıt hattını havya ile ısıtmaya çalıştıklarını görebilirsiniz.
Gibi önleyici tedbir Yanınızda ek bir depo taşıyabilirsiniz, ancak modern üreticiler zaten yakıta -12-15°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kullanılmasına izin veren yabancı maddeler eklemektedir.
Bildiğiniz gibi dizel motorların bileşenleri ve parçaları (enjeksiyon pompası veya yakıt pompası) nedeniyle bakımı daha pahalı ve onarımı daha da pahalıdır. yüksek basınç, pompa enjektörü, turboşarj, enjektör) mümkün olan en yüksek hassasiyetle üretilmektedir. Aynı zamanda genellikle benzinli olanlardan daha ekonomiktirler ve daha yüksek verime sahiptirler (katsayı) yararlı eylem) - yüzde 10-14 oranında. Ayrıca modern dizel motorlar daha fazla güç ve mükemmel gaz tepkisi. Güç ve çekiş özelliklerini daha da artırmak için dizel motorlar turboşarj ve ara soğutucu ile donatılmıştır.
Dizel motorun çalışma prensibi ve benzinli muadilinden farkı.
Dizel ve benzinli motorların çalışma prensipleri yukarıda belirtildiği gibi tamamen farklıdır.
Benzinli içten yanmalı motorlarda (karbüratör, enjeksiyon), karışımın hazırlanması kural olarak emme kanalında meydana gelir: silindire, orada bir buji yardımıyla ateşlenen hazır bir karışım sağlanır. sıkıştırma anı.
Dizel motorlarda her şey farklıdır ve karışım oluşumu doğrudan silindirde meydana gelir. Ateşleyici, sıkıştırıldığında ısınan ve dizel yakıtı ateşleyen havadır. Bu yakıtın kendisi yanma odasına bir enjektör ve yüksek basınç altında bir yüksek basınçlı yakıt pompası (ünite enjektör) tarafından beslenir.
Şimdi bu süreci adım adım daha ayrıntılı olarak tanıyalım. Bu arada, dizel ve benzinli motorlar için ikincisinin sayısı eşittir (dört). Önlemlerin her birine bakalım.
Dizel motorun ilk stroku emme strokudur.
İlk strok sırasında piston üst ölü merkezden (TDC) alt ölü merkeze (BDC) doğru hareket eder. Bu aşamada emme valfi açık, egzoz valfi ise doğal olarak kapalıdır. Piston BDC'ye hareket ettiğinde bir vakum oluşturulur ve motor silindiri, silindire girmeden önce hava filtresindeki mekanik yabancı maddelerden arındırılan hava ile doldurulur.
İkinci vuruş sıkıştırma vuruşu olacaktır.
Bu noktada valfler (giriş ve giriş) kapatılır ve piston BDC'den TDC'ye hareket eder. Valfler kapalı olduğundan havanın gidecek hiçbir yeri yoktur, bu nedenle sıkıştırılır, yüksek basınç oluşur ve 800 santigrat dereceye kadar ısınır.
Üçüncü vuruş genişleme vuruşudur (güç vuruşu).
Pistonun üst ölü merkezdeki hareketi sırasında, dizel yakıt silindire yüksek basınç altında (150 ila 300 Bar arası) bir nozül aracılığıyla beslenir ve burada atomize edilir. Yakıtın atomize edilmesi sürecinde sıcak hava ile karışır ve sonuç olarak daha sonra tutuşur. Karışım yandığında silindirdeki sıcaklık hızla 1750-1800 santigrat dereceye kadar yükselir. Aynı zamanda basınç da artarak 10-12 MPa'ya ulaşır. Pistonu yukarıdan aşağıya doğru iten gazlar oluşur. Aşağıya doğru hareket eden piston kendisine verilen işi yerine getirir. LMW'de sıcaklıkla birlikte basınç da azalır.
Dördüncü vuruş, aynı zamanda yayın vuruşu olarak da bilinen son vuruştur.
Piston yukarı doğru hareket eder. Egzoz valfi açılır ve gazlar, silindir kapağındaki (silindir kapağı) kanallardan egzoz manifolduna doğru yanma odasını terk etme eğilimindedir. Daha sonra gazlar susturucuya girer ve burada temizlenir (modern dizel motorlara partikül filtreleri takılıdır) ve çevre. Bu sırada silindir içindeki sıcaklık 450-540 dereceye, basınç ise 10-20 Bar'a düşer.
Video.
Tasarımın açıklaması
Dizel motor, benzinli motorla aynı temel tasarıma ve görev döngüsüne sahip, pistonlu bir motordur. Dizel motor ile benzinli motor arasındaki temel fark, kullanılan yakıt ve yanmayı sağlamak için yakıtın ateşlenme şeklidir.
İş
Dizel motorlar, yanma odasındaki hava-yakıt karışımını ateşlemek için sıkıştırma ısısını kullanır. Bu ateşleme, yüksek sıkıştırma basıncı ve yanma odasına çok yüksek basınçta enjekte edilen dizel yakıt kullanılarak gerçekleştirilir. Dizel yakıt ve yüksek sıkıştırma basıncının birleşimi, kendiliğinden tutuşmayı sağlayarak yanma döngüsünün başlamasını sağlar.
Silindir bloğu
Dizel ve benzinli motorların silindir blokları birbirine benzer ancak tasarımlarında bazı farklılıklar vardır. Çoğu dizel motor, bir bloğun parçası olarak yapılan silindirler yerine silindir gömleklerini kullanır. Silindir gömlekleri kullanılarak motorun uzun süre kullanılabilmesini sağlayacak onarımlar yapılabilir. Silindir gömlekleri kullanılmayan dizel motorlarda silindir duvarları, benzer hacimdeki benzinli motorlara göre daha kalındır. Destek yüzeyini arttırmak için krank mili Dizel motorlar daha ağır ve daha kalın ana çubuklara sahiptir.
Islak silindir gömlekleri
Dizel motorlarda kullanılan ıslak silindir gömlekleri, benzinli motorlarda kullanılanlara benzer. Gömleklerin fiziksel boyutları dizel motorun çalışma koşullarına uyacak şekilde değişiklik gösterebilir.
Krank mili
Dizel motorlarda kullanılan krank mili, benzinli motorlarda kullanılan krank miline benzer bir tasarıma sahiptir ancak iki farkı vardır:
Dizel motor krank milleri genellikle döküm yerine dövme yapılır. Dövme krank milini daha dayanıklı hale getirir.
. Dizel motor krank mili muyluları tipik olarak benzinli motor krank mili muylularından daha büyüktür.
Boyunların büyütülmesine izin verilir krank mili ağır yüklere dayanabilir.
Bağlantı çubukları
Dizel motorlarda kullanılan biyel kolları genellikle dövme çelikten yapılır. Dizel motor biyel kolları, kapakların kaydırılmış olması ve biyel kolu ile birleşme yüzeyinde küçük dişlerin bulunması bakımından benzinli motor biyel kollarından farklıdır. Ofset, ince dişli tasarım, kapağın yerinde tutulmasına yardımcı olur ve biyel kolu cıvataları üzerindeki baskıyı azaltır.
Pistonlar ve piston segmanları
Hafif hizmet dizel motorlarda kullanılan pistonlar, benzinli motorlarda kullanılan pistonlara benzemektedir. Dizel pistonlar benzinli motor pistonlarından daha ağırdır çünkü dizel pistonlar genellikle alüminyum yerine dövme çelikten yapılır ve malzemenin iç kalınlığı daha fazladır.
Dizel motorlarda kullanılan sıkıştırma halkaları tipik olarak dökme demirden yapılır ve sürtünmeyi azaltmak için sıklıkla krom ve molibden ile kaplanır.
Silindir kafası
Dışarıdan dizel motorun silindir kapağı, benzinli motorun silindir kapağına çok benzer. Ancak dizel motorları farklı ve özgün kılan pek çok iç tasarım farklılığı bulunmaktadır.
Dizel motorda, daha büyük ısı ve basınç yüklerine dayanabilmesi için silindir kapağının kendisinin çok daha güçlü ve daha ağır olması gerekir. Dizel motorlarda yanma odası ve hava geçişlerinin tasarımı, benzinli motora göre daha karmaşık olabilir.
Dizel motorlarda çeşitli yanma odası tasarımları kullanılır, ancak en yaygın olanı iki tasarımdır: bölünmemiş yanma odası ve girdap odası.
Bölünmemiş yanma odası tasarımı
Bir dizel motor için en yaygın yanma odası türü, doğrudan enjeksiyonlu yanma odası olarak da bilinen bölünmemiş odadır. Bölünmemiş tasarımda, hava giriş kanalının şekli nedeniyle gelen havanın türbülansı (girdap) sağlaması sağlanır. Yakıt doğrudan yanma odasına enjekte edilir.
Girdap odası tasarımı
Girdap odası tasarımında her silindir için iki yanma odası kullanılır. Ana oda, dar bir kanalla daha küçük bir girdap odasına bağlanır. Girdap odası bir yakıt enjektörü içerir. Girdap odası yanma işleminin başlamasını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Giriş havası girdap odasına dar bir kanaldan verilir. Yakıt daha sonra girdap odasına enjekte edilir ve elde edilen karışım ateşlenir. Bundan sonra yanan karışım ana yanma odasına girerek yanmasını tamamlayarak pistonun aşağı doğru hareket etmesine neden olur.
Valfler ve valf yuvaları
Dizel motor valfleri, dizel motorlara özgü yüksek ısı ve basınç altında iyi performans gösterebilen özel alaşımlardan yapılmıştır. Bazı vanalar kısmen ısının dağıtılmasına yardımcı olan sodyumla doludur. Isının büyük bir yüzdesi valf kafasından valf yuvasına aktarılır. Yeterli ısı transferini sağlamak için vana yuvasının genişliğine özellikle dikkat edilmelidir.
Geniş bir valf yuvası daha fazla ısı aktarabilme avantajına sahiptir. Bununla birlikte, geniş bir valf yuvası aynı zamanda valfte sızıntılara neden olabilecek karbon birikintilerinin birikmesi açısından daha büyük bir potansiyele sahiptir. Dar bir valf yuvası, geniş bir valf yuvasına göre daha iyi bir sızdırmazlık sağlar ancak aynı miktarda ısıyı aktarmaz. Dizel motorda geniş ve dar valf yuvaları arasında bir uzlaşma gereklidir.
Dizel motorlar sıklıkla itmeli valf yuvalarını kullanır. Eklerin değiştirilebilir olma avantajı vardır. Takma valf yuvaları, dizel motorun ısısına ve basıncına dayanabilecek özel metal alaşımlardan yapılmıştır.
Yakıt besleme sistemi
Geleneksel tasarım
Geleneksel bir dizel yakıt besleme sisteminde yakıt, yakıt tankı, filtrelenir ve yüksek basınç pompasına verilir. Yüksek basınçlı yakıt gerekli basınca getirilerek yakıt manifolduna beslenir. yakıt enjektörleri. Enjeksiyon kontrol sistemi uygun zamanlarda pistonun sıkıştırılması sırasında daha sonraki yanması için yakıtı enjekte eden enjektörleri etkinleştirir.
Ortak ray tasarımı
Common Rail dizel motorlar bağımsız yakıt basıncı ve yakıt enjeksiyon sistemleri kullanır. Benzin pompası Yüksek basınç valfi yakıtı depodan çeker ve basınç regülatörü aracılığıyla ortak yakıt manifolduna iletir. Yüksek basınç pompası bir transfer pompasından oluşur alçak basınç ve yüksek basınç odaları. Yakıt enjeksiyonu kontrol modülü tarafından kontrol edilir güç ünitesi(PCM) ve motorun çalışma koşullarına bağlı olarak enjektörlerin açık kalma süresini düzenleyen enjektör kontrol modülü (IDM).
Ortak yakıt manifolduna sahip tasarımda egzoz gazlarının toksisite seviyesi önemli ölçüde azaltılır ve çalışma sırasındaki gürültü en aza indirilir. Bütün bunlar yanma sürecinin daha fazla kontrol edilmesinin bir sonucudur. Yakıt basıncının ve enjektör çalışma fazlarının ayarlanması YUM ve RSM tarafından kontrol edilmektedir. Enjektör tasarımı ayrıca, sıkıştırma ve güç stroklarının çeşitli aşamalarında enjeksiyon öncesi ve enjeksiyon sonrası yakıt enjeksiyonuna izin verecek şekilde yeniden tasarlandı.
Geliştirilmiş yakıt yönetimi, daha temiz, daha tutarlı yanma ve uygun silindir basıncına olanak tanır. Bu, çalışma sırasında egzoz toksisitesini ve gürültüyü azaltma etkisine sahiptir.
Yağlama sistemi
Dizel motorlarda kullanılan yağlama sistemi prensip olarak benzinli motorların sistemlerine benzer. Çoğu dizel motorda, yağdaki ısının uzaklaştırılmasına yardımcı olmak için bir tür yağ soğutucu bulunur. Yağ, basınç altında motor kanallarından akar ve motor karterine geri döner.
Dizel motorlarda kullanılan yağlama yağı, benzinli motorlarda kullanılan yağdan farklıdır. Özel yağ Bu gereklidir çünkü dizel motor çalışırken yağ, benzinli motora göre daha fazla kirlenir. Dizel yakıtın yüksek karbon içeriği, dizel motorlarda kullanılan yağın kullanıldıktan hemen sonra renk değiştirmesine neden olur. Sadece bu kullanılmalı motor yağı Dizel motorlar için özel olarak tasarlanmıştır.
Soğutma sistemi
Dizel motorun soğutma sistemi genellikle benzinli motorun soğutma sisteminden daha büyük bir dolum hacmine sahiptir. Dizel motorun içindeki sıcaklık dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir çünkü ısı, yakıtın kendiliğinden tutuşması için kullanılır.
Motor sıcaklığı çok düşükse aşağıdaki sorunlar ortaya çıkabilir:
Artan aşınma
. Kötü yakıt ekonomisi
. Motor karterinde su ve çamur birikmesi
. Güç kaybı
Motor sıcaklığı çok yüksekse aşağıdaki sorunlar ortaya çıkabilir:
Artan aşınma
. Badasses
. Patlama
. Piston ve valflerin yanması
. Yağlama sorunları
. Hareketli parçaların sıkışması
. Güç kaybı
Yakıt enjeksiyon sistemi
Dizel motor kendiliğinden tutuşma prensibiyle çalışır. Gelen hava ve yakıt, yanma odasında o kadar sıkıştırılır ki, moleküller harici bir ateşleme kıvılcımının yardımı olmadan ısınır ve tutuşur. Dizel motorun sıkıştırma oranı benzinli motora göre çok daha yüksektir. Direkt hava girişli dizel motorlarda sıkıştırma oranı yaklaşık 22:1'dir. Turbodizel motorların sıkıştırma oranı 16,5-18,5:1 aralığındadır. Sıkıştırma basıncı oluşturulur ve hava sıcaklığı yaklaşık 500 °C'den 800 °C'ye (932 °F ila 1.472 °F) yükselir.
Dizel motorlar yalnızca yakıt enjeksiyon sistemiyle çalıştırılabilir. Karışım oluşumu yalnızca yakıt enjeksiyonu ve yanma aşamasında meydana gelir.
Sıkıştırma strokunun sonunda yakıt, yanma odasına enjekte edilir ve burada sıcak hava ile karışarak tutuşur. Bu yanma işleminin kalitesi karışım oluşumunun kalitesine bağlıdır. Çünkü Yakıt o kadar geç enjekte ediliyor ki havaya karışması için fazla zaman kalmıyor. Dizel motorda hava-yakıt oranı sürekli olarak 17:1'in üzerinde tutularak yakıtın tamamının yanması sağlanır. Daha fazlası için detaylı bilgi"Motorun ve Sistemlerinin Çalışması" yayınına bakın.
Fransız bilim adamı S. Carnot, 1824 yılında termodinamiğin temellerini oluşturdu. Bu çalışmada, diğer pek çok şeyin yanı sıra şunu da savundu: ısıtma motoruÇalışma akışkanını sıkıştırarak yakıtın parlama noktasına getirerek en ekonomik şekilde çalışabilirsiniz. Aslında dizel motorların çalışma prensibini formüle etti. Geriye kalan tek şey onu alıp böyle bir motor yapmaktı. Ancak bunun birkaç on yıl daha beklemesi gerekiyordu.
1892 yılında Alman mühendis Rudolf Diesel, havayı parlama noktasına kadar sıkıştırarak çalışan (resimde gösterilen) ilk motorun patentini aldı. 1987 yılında ilk “dizel motor” (Almanların sıkıştırma ateşlemeli motor dediği isim) çalışmaya başladı ve etkinliğini kanıtladı.
"Oto-motor" (bujili benzinli motor) ile karşılaştırıldığında, yeni motor daha ağırdı ve ilk başta pek heyecan uyandırmadı. Ama sadece ilk başta. İlk dizel motorun tasarımı, yakıt enjeksiyonu için bir hava kompresörünü içeriyordu.
Diesel başlangıçta çok egzotik bir seçeneği kullanmayı amaçladı: kömür tozu. Elbette bir motorda kömür tozu ve hava karışımı işe yarayabilir, ancak aşındırıcı parçacıkların segmanları, pistonları, yuvaları ve valf plakalarını yemesinin kaç saat süreceğini bir şekilde düşünmediler. Ve kömür tozunun kendisini elde etmek o kadar kolay değil.
Ağır kompresör nedeniyle motorun kullanılması imkansızdı. kara taşımacılığı. Ancak çalışırken o kadar az yakıt tüketiyordu ve çalışması o kadar istikrarlıydı ki artık ondan vazgeçmek mümkün değildi. Hesaplamalar, yakıt beslemesindeki sorun çözülürse motordan önemli ölçüde daha fazla güç beklenebileceğini gösterdi.
Mühendisler kompresörü dalgıç pompayla değiştirme fikrini ortaya attılar. Yakıtın sıvı halde pompalanması son derece karlıydı, çok daha az enerji gerektiriyordu ve pompa çok küçük yapılabiliyordu. Ancak piston çifti yapmak o kadar kolay olmadı. Önemli olan, üretimin özel hassasiyetidir - parçalar arasındaki mesafe 2-3 mikrondur.
Yine de dizel motorlar iş buldu. İlk olarak Kaiser Wilhelm komutasındaki Alman denizaltılarına yerleştirildiler. (İngiltere'ye giderken Manş Denizi'nde boğulan mucidin ortadan kaybolmasının karanlık hikayesi belki de bununla bağlantılıdır.)
1920'de Robert Bosch nihayet kaliteli bir dalgıç pompaya kavuştu. Motor silindirlerine daha fazla yakıt sağlamayı öğrendiler. Artık dizel motorun hızı ve özgül gücü araçlara kurulum için yeterli hale geldi. Bosch, pompanın yanı sıra oldukça başarılı bir yakıt enjektörü de geliştiriyor.
Dizel motorda yakıtın yanması
Dizel motorun nasıl çalıştığını anlamanın en kolay yolu, içindeki yakıtın yanmasına bakmaktır. Dizel motorlar ağır yakıt kullanır. Bu, bu tip içten yanmalı motorun gazyağı (dizel yakıt olarak bilinir), kalorifer yakıtı, ham petrol ve hatta bazı bitkisel yağlarla çalışabileceği anlamına gelir.
Bu yakıtların tümü kalori bakımından benzinden daha yüksektir. Bu yüzden, çalışma sıcaklığı dizel motor, benzinli motora göre belirgin şekilde daha yüksektir. Ancak ağır yakıtlar benzinden daha kötü yanar, daha yavaştır ve tutuşması zordur. Onları ateşlemek için ihtiyacın var yüksek derece Sıkıştırma için hava-yakıt karışımının 700-800°C'ye kadar ısınması gerekir.
Herhangi birinin viskozitesi dizel türleri yakıt, ısıtılmış durumda bile benzinden daha yüksektir ve özellikle yüksek hızlı dizel motorlarda en küçük dereceye kadar atomize edilmesi gerekir. En az 50 bar (atm) basınç altında yakıt enjeksiyonuyla çalıştırılan başka bir deneysel Dizel motor ve pratik motor 100-200 bar gerektirir.
Ancak ağır, yüksek kalorili yakıtların benzine göre avantajları vardır. Dizel silindirdeki basınç, genleşme stroku boyunca neredeyse sabittir, dolayısıyla torkları çok önemli ve stabildir. Sabit basınç sayesinde ateşleme zamanlaması da sabit kalır ve ayar gerektirmez. Dizel motorun kaynağı benzinli motordan daha uzundur. Dizelin pratik olarak yeri doldurulamaz olduğu alanlar var, örneğin tarım traktörlerinde.
Dizel motor türleri
Dizel motorun çalışma prensibi hepsi için aynıdır: önce çalışma sıvısının (hava) taze yükü sıkıştırılır, ardından yakıt enjekte edilir. İtibaren Yüksek sıcaklık karışım tutuşup yanarak basıncı yükseltir. Hareketi altında piston geriye doğru hareket eder ve alt noktada silindirin egzoz valfi açılarak egzoz gazını serbest bırakır. Bu esas olarak karbondioksittir; dizel motorlar, benzinli motorlardan çevre açısından daha temizdir.
Dizel yanma odaları doğrudan piston tabanında yapılabilir - burada özel olarak şekillendirilmiş bir girinti yapılır - veya bazı durumlarda ön odalar (veya motorun anavatanında söylendiği gibi ön odalar) kullanılır. İlk seçenek en ekonomik olanıdır, ikincisi önceki yıllarda en uygun kabul edilmiştir. Artık birçok durumda maliyet etkinliğinin belirleyici olduğu düşünüldüğünden, oda öncesi seçenekler yeniden terk ediliyor.
Dizel motorda çalışma süreci, benzinli motorda olduğu gibi iki veya dört strok halinde ilerleyebilir. Dizel motorların büyük çoğunluğu dört zamanlı. İki zamanlı motorların tersine çevrilmesi daha kolaydır, bu nedenle pervane şaftına sağlam bir bağlantının kullanıldığı deniz taşıtlarında yaygındırlar. İki zamanlı dizel motorlardaki yanma odaları, ön oda temizliğindeki bariz problemler nedeniyle ayrılmamıştır.
Dizel motorun tasarımı gücüne ve amacına bağlıdır. En güçlü motorlar Gemilerde ve bazı enerji santrallerinde kullanılan, piston üzerindeki yanal kuvvetleri azaltan bir cihaz olan bir çapraz kafaya sahiptir. Tüm güçlü dizeller Yüksek sıcaklıklara maruz kaldıkları için karmaşık bir tabana sahiptirler.
Silindire bakan kısmı çelikten, pistonun geri kalan kısmı (eteği) alüminyumdan yapılmıştır. Ayrıca pistonda yağ soğutma sistemi için oluklar bulunur.
Dizel motor tipleri de silindirlerin düzenine göre farklılık gösterir. Silindirlerin 180 derece döndürüldüğü sıradan, V şeklinde ve hatta bir tane bile var. Bu, motorun kurulduğu yerde mevcut olan koşullara bağlıdır. Örneğin, modern bir kamyon veya otobüs büyük olasılıkla sürücü kabininin tabanının altına monte edilmiş iki sıralı bir dizel motor kullanacaktır. Bir dizel motorun nasıl tasarlandığı aynı zamanda süperşarjın varlığına da bağlı olacaktır.
Dizel motorların turboşarjı
Dizel motorun gücü, yakıt tüketimini artırmadan bir turboşarj kullanılarak artırılabilir. Daha sonra Carnot çevrim diyagramının başka bir güzel parçasını kullanabilirsiniz. Dizel motorun turboşarjlı çalıştırılması, enerji tüketiminin avantajına sahiptir. egzoz gazları Türbini döndürebilir ve aynı şafta başka bir türbin (kompresör) takabilirsiniz.
Bu kompresör havanın içeri girmesini zorlayacak Emme manifoldu silindirlerdeki hava yükü artacak ve dolayısıyla motor gücü gözle görülür şekilde artacaktır. (Bu tür motorların çalışması, türbin döndüğünde çıkan karakteristik düdükle kolayca anlaşılabilir.)
Dizellerin artıları ve eksileri
Dizel motorun avantajları, egzoz gazlarının yüksek çevre dostu olmasıyla birlikte yüksek ve sabit torktur (ancak bu yalnızca modern motorlar için geçerlidir). Yüksek verimlilikleri de rakipsizdir; içten yanmalı motorlar arasında en yüksek olanıdır. Dizellerin (MAN) %50'nin üzerinde üretim yaptığı bilinmektedir ("teorik" maksimum değer olarak kabul edilmiştir). Orada tüm modern başarıların maksimumu kullanılıyor. Verimlilik benzinli olanlarla karşılaştırıldığında% 40'a kadar ulaşır.
Dizel motorların sorunları ve onlarsız teknoloji yoktur, yüksek sıkıştırma oranı nedeniyle (25 V'a kadar) çalıştırma zordur. modern motorlar), arabaların güçlü bir marş motoru ve akü ile donatılması gerekir. Yüksek basınçlı pompa ve enjektörlerin imalat parçalarının yüksek hassasiyeti bakımı zorlaştırmaktadır.
Dizel motorlar, yakıtın mekanik kirlenmesine karşı son derece hassastır ve bunu temizlemek için yakıt ekipmanının bir parçası olarak bir santrifüjün bile kullanılması gerekir. Litre cinsinden eşit hacimde dizel motor, benzinli motordan daha düşük güçtedir; eşit güçte dizel motor daha ağırdır. Dizel motor, üretimi için daha kaliteli alaşımlar gerektirir ve benzinli motora göre belirgin şekilde daha pahalıdır.
Yine de dizel motorun avantajlarını ve dezavantajlarını karşılaştırarak dizel motor lehine bir seçim yapabilirsiniz. Bu özellikle elektronik ve motor kontrol üniteleri alanındaki teknik ilerlemeyle kolaylaştırılmıştır. "Ortak otoyol" sistemi ( Ortak demiryolu) ve elektromanyetik enjektörler, yakıt enjeksiyon pompasını büyük ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılar ve kontrol ünitesi, herhangi bir geçici modda çalıştığı ve her şeyi izlemeyi başardığı için yakıt tasarrufunu en üst düzeye çıkarır.
