Αρχή λειτουργίας ντίζελ: χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τα αυτοκίνητα ντίζελ στους δρόμους μας δεν είναι καθόλου ασυνήθιστα. Στις χώρες της Δυτικής Ευρώπης αποτελούν την πλειοψηφία. Οι κινητήρες ντίζελ έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους βενζινοκινητήρες. Αλλά ταυτόχρονα, υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα. Τι είναι αυτός ο κινητήρας, ποια είναι η συσκευή ντίζελ και η αρχή λειτουργίας; Σκεφτείτε το στο σημερινό μας άρθρο.

Κοινόχρηστη συσκευή

Αυτός ο κινητήρας έχει την ίδια δομή με τον βενζινοκινητήρα. Λοιπόν, ορίστε:

• Μπλοκ κυλίνδρων.
• Κεφάλι.
• Μηχανισμός μανιβέλας.

Η κύρια διαφορά μεταξύ ντίζελ και βενζίνης είναι το σύστημα καυσίμου. Εάν στο τελευταίο η παροχή καυσίμου πραγματοποιείται χάρη σε μηχανική ή υποβρύχια αντλία, τότε στον κινητήρα ντίζελ χρησιμοποιείται αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης. Υπάρχουν επίσης μπεκ, αλλά όχι μπουζί.

Θα πρέπει επίσης να ειπωθεί ότι το φορτίο στα στοιχεία εργασίας ενός κινητήρα ντίζελ είναι υψηλότερο. Επομένως, όλα τα στοιχεία του είναι ενισχυμένα.

Λάβετε υπόψη ότι οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ μπορείεξοπλισμένο με προθερμαντήρες. Κάποιοι τα μπερδεύουν με μπουζί, αλλά είναι τελείως διαφορετικά πράγματα. Στα πετρελαιοκίνητα οχήματα, χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση κρύου αέρα στους κυλίνδρους. Έτσι, είναι πιο εύκολο να ξεκινήσετε τον κινητήρα εσωτερικής καύσης το χειμώνα.

Το ίδιο το σύστημα ψεκασμού στους σύγχρονους κινητήρες ντίζελ είναι άμεσο. Σε παλαιότερους κινητήρες, η ανάφλεξη γινόταν σε ειδικό προθάλαμο. Το τελευταίο είναι μια μικρή κοιλότητα πάνω από τον κύριο θάλαμο καύσης με πολλές οπές μέσω των οποίων εισέρχεται το οξυγόνο.

Λειτουργίες

Μεταξύ των χαρακτηριστικών αυτής της μονάδας ισχύος, αξίζει να σημειωθεί ο βαθμός συμπίεσης. Είναι διπλάσια από αυτά ενός βενζινοκινητήρα. Εν όψει αυτού, ο κινητήρας ντίζελ έχει ειδική σχεδίαση εμβόλου. Ο πυθμένας τους καθορίζεται από τον τύπο του θαλάμου καύσης. Η ίδια η κορώνα του εμβόλου είναι υψηλότερη σε σχέση με το άνω επίπεδο του μπλοκ κυλίνδρων στο TDC.

Ένα άλλο πράγμα είναι η μέθοδος ανάφλεξης. Όπως είπαμε νωρίτερα, δεν υπάρχουν συνηθισμένα κεριά εδώ. Πώς όμως αναφλέγεται το καύσιμο; Το μείγμα εργασίας αναφλέγεται από την υψηλή θερμοκρασία στο θάλαμο, η οποία επιτυγχάνεται μετά τη συμπίεση του αέρα από το έμβολο.

Η αρχή λειτουργίας της αντλίας έγχυσης ντίζελ

Η αντλία υψηλής πίεσης λαμβάνει καύσιμο, το οποίο αντλείται από την αντλία πλήρωσης χαμηλής πίεσης από τη δεξαμενή. Σε μια συγκεκριμένη σειρά, η αντλία έγχυσης αντλεί ένα μέρος του καυσίμου στη γραμμή του μπεκ ψεκασμού για κάθε κύλινδρο. Αυτά τα ακροφύσια μπορούν να ανοίξουν μόνο όταν εκτεθούν σε υψηλή πίεση στη γραμμή. Όταν πέσει, τα ακροφύσια κλείνουν.

Πώς λειτουργεί ο ίδιος ο κινητήρας ντίζελ;

Σκεφτείτε την αρχή του ντίζελκινητήρας. Η ουσία της δουλειάς του έγκειται στην ανάφλεξη με συμπίεση του καυσίμου στο θάλαμο όταν αναμιγνύεται με θερμαινόμενο αέρα.

Το ίδιο το μείγμα παρέχεται χωριστά. Έτσι, πρώτα ο αέρας εισάγεται στον κύλινδρο. Περαιτέρω, το έμβολο αρχίζει να κινείται προς τα πάνω και στη θέση TDC, το καύσιμο εγχέεται μέσω του ακροφυσίου. Κατά τη διαδικασία της συμπίεσης, ο αέρας θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 800 βαθμούς Κελσίου). Και το καύσιμο τροφοδοτείται υπό πίεση 30 MPa.

Στη συνέχεια, το μείγμα αναφλέγεται αυθόρμητα. Αυτό κάνει το έμβολο να κινηθεί προς τα κάτω. Έτσι, γίνεται μια διαδρομή εργασίας - η ενέργεια μεταφέρεται στον στροφαλοφόρο άξονα, καθώς και στον σφόνδυλο. Μετά τη διαδρομή εργασίας, τα προϊόντα καύσης εξέρχονται από τα παράθυρα εξόδου με τη βοήθεια ενός καθαρισμού. Στη συνέχεια, τα αέρια εισέρχονται στην ατμόσφαιρα μέσω του σιγαστήρα. Αλλά στους σύγχρονους κινητήρες, τα αέρια μπορούν να ανακυκλωθούν. Θα εξετάσουμε την αρχή λειτουργίας του EGR σε έναν κινητήρα ντίζελ λίγο αργότερα.

Έτσι, ο κύκλος εργασίας περιλαμβάνει τέσσερις κύκλους. Αυτά είναι η εισαγωγή, η συμπίεση, το εγκεφαλικό επεισόδιο και η εξάτμιση. Αυτή ακριβώς είναι η αρχή λειτουργίας ενός τετράχρονου κινητήρα ντίζελ. Πρέπει να πω ότι η κατανάλωση καυσίμου εξαρτάται από την ορθότητα της δράσης του. Έτσι, σε κανονική κατάσταση, χρησιμοποιείται ένα άπαχο μείγμα, το οποίο μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά την κατανάλωση.

Ποικιλίες αντλιών

Υπάρχουν δύο τύποι αντλίας έγχυσης:

• Inline.
• Διανομή.

Ο πρώτος τύπος περιλαμβάνει ξεχωριστές ενότητες. Υπάρχουν τόσα πολλά από αυτάκυλίνδρους στον κινητήρα. Κάθε τμήμα έχει ένα μανίκι με ένα εισερχόμενο έμβολο. Ο τελευταίος λειτουργεί λόγω του εκκεντροφόρου άξονα, ο οποίος περιστρέφεται από τον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα. Τα τμήματα είναι διατεταγμένα σε μια σειρά. Αλλά τώρα αυτός ο τύπος αντλίας ψεκασμού δεν χρησιμοποιείται από τους κατασκευαστές, καθώς ένα τέτοιο σύστημα καυσίμου δεν πληροί τις απαιτήσεις για θόρυβο και φιλικότητα προς το περιβάλλον.

Τώρα σχετικά με τη διανομή. Τέτοιες αντλίες παράγουν πολύ μεγαλύτερη πίεση και πληρούν όλες τις σύγχρονες απαιτήσεις. Η απαιτούμενη πίεση διατηρείται ανάλογα με τον τρέχοντα τρόπο λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Στο σχεδιασμό μιας τέτοιας αντλίας υπάρχει ένα έμβολο-διανομέας. Εκτελεί μεταφορικές κινήσεις για την τροφοδοσία καυσίμου και περιστροφικές κινήσεις για τη διανομή του στα μπεκ του κάθε κυλίνδρου.

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων τέτοιων αντλιών, αξίζει να επισημανθούν οι μικρές συνολικές διαστάσεις, το χαμηλό επίπεδο θορύβου, καθώς και η σταθερή λειτουργία σε υψηλές στροφές κινητήρα. Ταυτόχρονα, ένας τέτοιος κινητήρας ντίζελ είναι επιλεκτικός για την ποιότητα του καυσίμου. Όλα τα μέρη της αντλίας λιπαίνονται με καύσιμο και τα κενά είναι εξαιρετικά μικρά. Η παραμικρή μόλυνση προκαλεί ασταθή λειτουργία του κινητήρα και μπορεί να οδηγήσει σε επισκευή εξοπλισμού καυσίμου.

Σχετικά με το σύστημα Common Rail

Πριν από περισσότερο από μια δεκαετία, οι αυτοκινητοβιομηχανίες άρχισαν να παράγουν αυτοκίνητα με το σύστημα Common Rail. Τι είναι? Πρόκειται για άμεση έγχυση υψηλής πίεσης. Αυτό το σύστημα παρέχει αύξηση της ροπής και της ισχύος, καθώς και καλή απόδοση καυσίμου.

Ας εξετάσουμε την αρχή του συστήματοςέγχυση ντίζελ common rail. Η αρχή βασίζεται στην παροχή καυσίμου στα ακροφύσια από τη ράμπα. Η πίεση σε αυτό διατηρείται ανεξάρτητα από την ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα. Η έγχυση καυσίμου πραγματοποιείται με μπεκ ψεκασμού κατόπιν εντολής του ελεγκτή EDC. Ειδικές μαγνητικές ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες είναι ενσωματωμένες σε αυτό. Ο ελεγκτής λειτουργεί λόγω των σημάτων ελέγχου από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου.

Μεταξύ των χαρακτηριστικών του συστήματος έγχυσης, αξίζει να σημειωθεί η μονάδα μπαταρίας. Περιλαμβάνει:

• Injectors.
• Σωλήνας διανομής.
• Γραμμή καυσίμου.

Έτσι, η μονάδα ελέγχου μεταδίδει ένα σήμα στις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες σύμφωνα με έναν δεδομένο αλγόριθμο. Και στη συνέχεια το ακροφύσιο εγχέει καύσιμο στον θάλαμο. Ένα τέτοιο σχήμα καθιστά δυνατή την επίτευξη υψηλής ακρίβειας στον έλεγχο της διαδικασίας καύσης. Όσο για την πίεση, μπορεί να φτάσει και τις 2,5 ατμόσφαιρες, κάτι που είναι πολύ σοβαρό. Έτσι, το καύσιμο καίγεται με μέγιστη απόδοση. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε τη ροπή του κινητήρα. Και χάρη στην ακριβή δοσολογία, η κατανάλωση καυσίμου μειώνεται και η τοξικότητα των αερίων μειώνεται.

Σύστημα ανακυκλοφορίας

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται σε όλα τα πετρελαιοκίνητα οχήματα που πληρούν τις απαιτήσεις Euro 4. Ονομάζεται επίσης EGR. Έτσι, αυτό το σύστημα αφαιρεί μια ορισμένη ποσότητα καυσαερίων από την πολλαπλή μπροστά από τον στρόβιλο και τα μεταφέρει στο κανάλι μπροστά από την πολλαπλή εισαγωγής.

Το σύστημα είναι μια ειδική βαλβίδα και πολλά ακροφύσια για την εξαέρωση αερίων. Το πρώτο εκτελεί παράκαμψη καυσαερίων και κινείται ηλεκτροκίνητα. Σε ορισμένους κινητήρες, η βαλβίδα EGR έχειπνευματικός ενεργοποιητής.

Εξετάστε την αρχή λειτουργίας της βαλβίδας USR σε έναν κινητήρα ντίζελ. Βασίζεται στο κενό, το οποίο παράγεται από ειδική αντλία κενού. Η στάθμη κενού ρυθμίζεται από μια ειδική ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.

Η αρχή λειτουργίας του συστήματος ανακυκλοφορίας ντίζελ είναι απλή. Έτσι, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου λαμβάνει δεδομένα από αισθητήρες και αξιολογεί την κατάσταση σχετικά με τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης σε όλους τους τρόπους λειτουργίας. Στη συνέχεια, η βαλβίδα ανοίγει ή κλείνει για την παροχή καυσαερίων στην πολλαπλή. Αυτό οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου και μείωση του ρυθμού καύσης του μείγματος στον θάλαμο. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία καύσης μειώνεται και ο σχηματισμός επιβλαβών οξειδίων μειώνεται. Έτσι, το σύστημα επιτρέπει τη μείωση της τοξικότητας των αερίων ακόμη και όταν ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί σε ένα άπαχο μείγμα.

Πλεονεκτήματα του ντίζελ

Ας εξετάσουμε τα πλεονεκτήματα αυτών των κινητήρων. Το πρώτο και σημαντικότερο πλεονέκτημα είναι η οικονομία. Δεδομένου ότι ένας κινητήρας ντίζελ έχει μια ελαφρώς διαφορετική αρχή λειτουργίας (λειτουργεί σε ένα άπαχο μείγμα), ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να καταναλώνει μιάμιση φορά λιγότερο καύσιμο από τη βενζίνη, με τον ίδιο όγκο.

Ταυτόχρονα, ο κινητήρας παράγει μια καλή ροπή, η οποία είναι σημαντική κατά την επιτάχυνση. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι το ράφι ροπής είναι αρκετά φαρδύ. Η πρόσφυση είναι διαθέσιμη κυριολεκτικά από το ρελαντί. Τα βενζινοκίνητα πρέπει μερικές φορές να στρίβουν έως και πέντε χιλιάδες.

Μειονεκτήματα του ντίζελ

Δεδομένου ότι η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ βασίζεται στην αυτανάφλεξη του μείγματος, τέτοιοι κινητήρες είναι δύσκολο να ξεκινήσουν σε κρύο καιρό. Ναί,Για αυτό βρήκαν ειδικούς προθερμαντήρες. Αλλά και πάλι, δεν τα έχουν όλοι οι κινητήρες και μερικές φορές υπάρχουν προβλήματα με αυτούς.

Ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα είναι το κόστος συντήρησης. Το πιο ακριβό μέρος είναι ο εξοπλισμός καυσίμων. Εάν καταστεί άχρηστο, αξίζει να προετοιμαστείτε για μια σοβαρή επένδυση. Είναι πολύ δύσκολο να επισκευάσετε μόνοι σας μπεκ ή αντλία καυσίμου. Αυτό απαιτεί δεξιότητες και εξειδικευμένο εξοπλισμό.

Μεταξύ άλλων μειονεκτημάτων, αξίζει να σημειωθεί ο αυξημένος θόρυβος. Ανεξάρτητα από το πόσο προηγμένος τεχνολογικά είναι ένας κινητήρας ντίζελ, θα εξακολουθεί να λειτουργεί πιο δυνατά από τη βενζίνη. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους οι κατασκευαστές αυτοκινήτων δεν έχουν στραφεί σε κινητήρες ντίζελ για τόσο καιρό.

Ένα άλλο μειονέκτημα είναι οι υψηλές απαιτήσεις για καύσιμα και αναλώσιμα. Αν μιλάμε για σύγχρονους κινητήρες ντίζελ, στους οποίους η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης λιπαίνεται από το ίδιο το καύσιμο, η ποιότητά της θα πρέπει να είναι στο επίπεδο. Το ίδιο ισχύει και για τα λάδια. Συνιστάται να γεμίζετε μόνο συνθετικά και να αλλάζετε κάθε 10 χιλιάδες χιλιόμετρα.

Σύνοψη

Λοιπόν, ανακαλύψαμε ποιος κινητήρας ντίζελ έχει την αρχή λειτουργίας και ποια είναι τα χαρακτηριστικά του. Όπως μπορείτε να δείτε, με τα πλεονεκτήματά του, αυτός ο κινητήρας δεν είναι χωρίς πολλά μειονεκτήματα. Αξίζει όμως να αγοράσετε ένα αυτοκίνητο ντίζελ αντί για ένα βενζινοκίνητο; Όπως δείχνει η πρακτική, η αγορά είναι δικαιολογημένη, δεδομένου ότι πολλά έξοδα αντισταθμίζονται από την πενιχρή κατανάλωση καυσίμου.