Wat is diesel? Het werkingsprincipe, het apparaat en de technische kenmerken van de dieselmotor

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:13

Dieselmotoren komen veel voor in personenauto's. Veel modellen hebben minimaal één optie in het motorengamma. En dit zonder rekening te houden met vrachtwagens, bussen en bouwmachines, waar ze overal worden gebruikt. Vervolgens bekijken we wat een dieselmotor is, ontwerp, werkingsprincipe, kenmerken.

Definitie

Dit apparaat is een zuigermotor met inwendige verbranding, waarvan de werking is gebaseerd op de zelfontbranding van vernevelde brandstof door verwarming of compressie.

Ontwerpkenmerken

Een benzinemotor heeft dezelfde structurele elementen als een dieselmotor. Het schema van functioneren als geheel is ook vergelijkbaar. Het verschil ligt in de processen van vorming van het lucht-brandstofmengsel en de verbranding ervan. Bovendien zijn dieselmotoren duurzamere onderdelen. Dit komt door ongeveer twee keer de compressieverhouding van benzinemotoren (19-24 versus 9-11).

Classificatie

Volgens het ontwerp van de verbrandingskamer zijn dieselmotoren onderverdeeld in opties met een aparte verbrandingskamer en met directe injectie.

In de eersteIn dit geval is de verbrandingskamer gescheiden van de cilinder en ermee verbonden door een kanaal. Wanneer gecomprimeerd, wordt de lucht die de kamer van het vortex-type binnenkomt gedraaid, wat de mengselvorming en zelfontbranding verbetert, die daar begint en doorgaat in de hoofdkamer. Dieselmotoren van dit type waren voorheen gebruikelijk in personenauto's vanwege het feit dat ze zich onderscheidden door een lager geluidsniveau en een groot toerenbereik van de hieronder besproken opties.

Bij dieselmotoren met directe injectie bevindt de verbrandingskamer zich in de zuiger en wordt de brandstof toegevoerd aan de bovenzuigerruimte. Dit ontwerp werd oorspronkelijk gebruikt op low-speed high-volume motoren. Ze onderscheidden zich door een hoog geluids- en trillingsniveau en een laag brandstofverbruik. Later, met de komst van elektronisch geregelde hogedrukbrandstofpompen en optimalisatie van het verbrandingsproces, bereikten ontwerpers een stabiele werking bij een bereik tot 4500 tpm. Bovendien verhoogde efficiëntie, verminderde geluids- en trillingsniveaus. Een van de maatregelen om de stijfheid van het werk te verminderen, is een meertraps pre-injectie. Hierdoor zijn motoren van dit type de afgelopen twee decennia wijdverbreid geraakt.

Volgens het werkingsprincipe zijn dieselmotoren verdeeld in viertakt- en tweetaktmotoren, evenals benzinemotoren. Hun kenmerken worden hieronder besproken.

Werkingsprincipe

Om te begrijpen wat een dieselmotor is en wat de functionele kenmerken ervan bepa alt, moet het werkingsprincipe in overweging worden genomen. De bovenstaande classificatie van verbrandingsmotoren met zuigers is gebaseerd op het aantal slagen in de bedrijfscyclus, die worden onderscheiden door de grootte van de rotatiehoek van de krukas.

Daarom omvat de duty cycle van viertaktmotoren 4 fasen.

• Intake. Treedt op wanneer de krukas van 0 tot 180° draait. In dit geval gaat de lucht de cilinder binnen via de inlaatklep die open staat op 345-355 °. Tegelijkertijd wordt tijdens de rotatie van de krukas met 10-15 ° de uitlaatklep geopend, wat de overlap wordt genoemd.
• Compressie. De zuiger die 180-360° omhoog beweegt, comprimeert de lucht 16-25 keer (compressieverhouding) en de inlaatklep sluit aan het begin van de slag (bij 190-210°).
• Bewerkingsslag, extensie. Komt voor bij 360-540°. Aan het begin van de slag, totdat de zuiger het bovenste dode punt bereikt, wordt brandstof in de hete lucht geïnjecteerd en ontstoken. Dit is een kenmerk van dieselmotoren dat hen onderscheidt van benzinemotoren, waarbij de ontstekingsvervroeging plaatsvindt. De resulterende verbrandingsproducten duwen de zuiger naar beneden. In dit geval is de verbrandingstijd van de brandstof gelijk aan de tijd van de toevoer door het mondstuk en duurt niet langer dan de duur van de werkslag. Dat wil zeggen, tijdens het werkproces is de gasdruk constant, waardoor dieselmotoren meer koppel ontwikkelen. Een belangrijk kenmerk van dergelijke motoren is ook de noodzaak om overtollige lucht in de cilinder te brengen, aangezien de vlam een klein deel van de verbrandingskamer inneemt. Dat wil zeggen, het aandeel van het lucht-brandstofmengsel is anders.
• Release. Bij een krukasrotatie van 540-720° is de uitlaatklep open en beweegt de zuiger omhoog om de uitlaatgassen te verplaatsen.

De tweetaktcyclus wordt gekenmerkt door kortere fasen en een enkel proces van gasuitwisseling in de cilinder (spoeling) tussen het einde van de slag en het begin van de compressie. Wanneer de zuiger naar beneden beweegt, worden de verbrandingsproducten verwijderd via de uitlaatkleppen of ramen (in de cilinderwand). Later worden de inlaatramen geopend om frisse lucht binnen te laten. Als de zuiger omhoog gaat, sluiten alle vensters en begint de compressie. Net voordat het BDP is bereikt, wordt brandstof ingespoten en ontstoken, de expansie begint.

Vanwege de moeilijkheid om de wervelkamer te spoelen, zijn tweetaktmotoren alleen verkrijgbaar met directe injectie.

De prestaties van dergelijke motoren zijn 1,6-1,7 keer hoger dan de prestaties van een viertakt-dieselmotor. De groei wordt verzorgd door tweemaal zo frequente uitvoering van werkslagen, maar wordt gedeeltelijk verminderd vanwege hun kleinere omvang en blazen. Vanwege het dubbele aantal slagen is de tweetaktcyclus vooral relevant als het onmogelijk is om de snelheid te verhogen.

Het grootste probleem met deze motoren is het wegspoelen vanwege de korte duur, die niet kan worden gecompenseerd zonder de efficiëntie te verminderen door de slag te verkorten. Bovendien is het onmogelijk om de uitlaat en verse lucht te scheiden, waardoor een deel van de laatste wordt verwijderd met de uitlaatgassen. Dit probleem kan worden opgelost door vooraf uitlaatramen te voorzien. In dit geval beginnen de gassen te worden verwijderd vóór de spoeling en nadat de uitlaat is gesloten, wordt de cilinder aangevuld met verse lucht.

Bovendien, wanneerals u één cilinder gebruikt, zijn er problemen met de synchronisatie van het openen / sluiten van vensters, daarom zijn er motoren (PDP) waarin elke cilinder twee zuigers heeft die in hetzelfde vlak bewegen. Een van hen regelt de inlaat, de andere regelt de uitlaat.

Volgens het implementatiemechanisme is de zuivering verdeeld in sleuven (venster) en kleppen. In het eerste geval dienen de ramen zowel als inlaat- als uitlaatopeningen. De tweede optie houdt in dat ze als inlaatpoorten worden gebruikt en dat de klep in de cilinderkop als uitlaat dient.

Meestal worden tweetaktdiesels gebruikt op zware voertuigen zoals schepen, diesellocomotieven, tanks.

Brandstofsysteem

De brandstofuitrusting van dieselmotoren is veel gecompliceerder dan die van benzinemotoren. Dit komt door de hoge eisen aan de nauwkeurigheid van de brandstoftoevoer in termen van tijd, hoeveelheid en druk. De belangrijkste componenten van het brandstofsysteem - injectiepomp, injectoren, filter.

Computergestuurd brandstoftoevoersysteem (Common-Rail) wordt veel gebruikt. Ze spuit het in twee schoten. De eerste is klein en dient om de temperatuur in de verbrandingskamer te verhogen (pre-injectie), waardoor geluid en trillingen worden verminderd. Bovendien verhoogt dit systeem het koppel bij lage snelheden met 25%, vermindert het brandstofverbruik met 20% en vermindert het roetgeh alte in uitlaatgassen.

Turbolader

Turbines worden veel gebruikt op dieselmotoren. Dit komt door de hogere (1,5-2) keer de druk van de uitlaatgassen, dielaat de turbine draaien, waardoor turbovertraging wordt vermeden door een boost te geven vanaf een lager toerental.

Koude start

Je kunt veel reviews vinden dat diesel niet start bij lage temperaturen. De moeilijkheid om dergelijke motoren in koude omstandigheden te starten, is te wijten aan het feit dat dit meer energie vereist. Om het proces te vergemakkelijken, zijn ze uitgerust met een voorverwarmer. Dit apparaat wordt weergegeven door gloeibougies die in de verbrandingskamers zijn geplaatst, die, wanneer het contact wordt aangezet, de lucht erin verwarmen en nog 15-25 seconden werken na het starten om de stabiliteit van de koude motor te garanderen. Hierdoor worden dieselmotoren gestart bij temperaturen van -30 … -25 ° С.

Servicefuncties

Om een lange levensduur te garanderen, moet u weten wat een dieselmotor is en hoe u deze moet onderhouden. De relatief lage prevalentie van de beschouwde motoren in vergelijking met benzinemotoren wordt onder meer verklaard door complexer onderhoud.

Allereerst gaat het om het brandstofsysteem van hoge complexiteit. Hierdoor zijn dieselmotoren extreem gevoelig voor het geh alte aan water en mechanische deeltjes in de brandstof, en de reparatie ervan is duurder, evenals de motor als geheel, in vergelijking met benzine van hetzelfde niveau.

In het geval van een turbine zijn de eisen aan de kwaliteit van motorolie ook hoog. Zijn hulpbron is gewoonlijk 150 duizend km, en de kosten zijn hoog.

In ieder geval moeten dieselmotoren vaker olie verversen dan benzinemotoren (2 keer volgens Europese normen).

Zoals het wasmerkte op dat deze motoren koudestartproblemen hebben wanneer diesel niet start bij lage temperaturen. In sommige gevallen wordt dit veroorzaakt door het gebruik van de verkeerde brandstof (afhankelijk van het seizoen worden bij dergelijke motoren verschillende kwaliteiten gebruikt, aangezien zomerbrandstof bij lage temperaturen bevriest).

Prestaties

Bovendien houden veel mensen niet van de kwaliteiten van dieselmotoren als een lager vermogens- en werksnelheidsbereik, hogere geluids- en trillingsniveaus.

Een benzinemotor presteert doorgaans beter dan een vergelijkbare dieselmotor in termen van prestaties, inclusief literinhoud. De motor van het betreffende type heeft tegelijkertijd een hogere en gelijkmatige koppelkromme. Een hogere compressieverhouding, die voor meer koppel zorgt, dwingt tot het gebruik van sterkere onderdelen. Omdat ze zwaarder zijn, wordt het vermogen verminderd. Bovendien heeft dit invloed op de massa van de motor, en dus de auto.

Het kleine bereik van werksnelheden is te wijten aan de langere ontsteking van de brandstof, waardoor deze bij hoge snelheden geen tijd heeft om door te branden.

Verhoogde geluids- en trillingsniveaus veroorzaken een sterke toename van de druk in de cilinder tijdens de ontsteking.

De belangrijkste voordelen van dieselmotoren zijn hogere tractie, efficiëntie en milieuvriendelijkheid.

Tractie, dat wil zeggen een hoog koppel bij lage snelheden, wordt verklaard door de verbranding van brandstof terwijl deze wordt ingespoten. Dit zorgt voor een groter reactievermogen en maakt het gemakkelijker om energie efficiënt te gebruiken.

Economie wordt door beide gedrevenlaag verbruik en het feit dat dieselbrandstof goedkoper is. Daarnaast is het mogelijk om laagwaardige zware oliën te gebruiken vanwege het ontbreken van strikte eisen voor vluchtigheid. En hoe zwaarder de brandstof, hoe hoger het rendement van de motor. Ten slotte rijden diesels op magere mengsels in vergelijking met benzinemotoren en met een hoge compressieverhouding. Deze laatste zorgt voor minder warmteverlies met uitlaatgassen, dus meer efficiëntie. Al deze maatregelen verminderen het brandstofverbruik. Hierdoor geeft diesel het 30-40% minder uit.

De milieuvriendelijkheid van dieselmotoren wordt verklaard door het feit dat hun uitlaatgassen een lager koolmonoxidegeh alte hebben. Dit wordt bereikt door gebruik te maken van geavanceerde reinigingssystemen, waardoor de benzinemotor nu aan dezelfde milieunormen voldoet als een dieselmotor. Dit type motor was in dit opzicht voorheen aanzienlijk inferieur aan benzine.

Toepassing

Zoals duidelijk is uit wat een dieselmotor is en wat zijn kenmerken zijn, zijn dergelijke motoren het meest geschikt voor gevallen waar een hoge tractie bij een laag toerental nodig is. Daarom zijn ze uitgerust met bijna alle bussen, vrachtwagens en bouwmachines. Wat betreft privévoertuigen, onder hen zijn dergelijke parameters het belangrijkst voor SUV's. Vanwege het hoge rendement zijn ook stadsmodellen uitgerust met deze motoren. Bovendien zijn ze handiger te beheren in dergelijke omstandigheden. Dieseltestritten getuigen hiervan.