Περιγραφή σχεδίου

Μηχανή πετρελαίουείναι ένας κινητήρας με παλινδρομικό έμβολο που έχει τον ίδιο βασικό σχεδιασμό και τον ίδιο κύκλο λειτουργίας με έναν βενζινοκινητήρα. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα ντίζελ και ενός βενζινοκινητήρα είναι το καύσιμο που χρησιμοποιείται και ο τρόπος ανάφλεξης του καυσίμου για να εξασφαλιστεί η καύση.

Δουλειά

Σε κινητήρες ντίζελ για ανάφλεξη μίγμα αέρα-καυσίμουΟ θάλαμος καύσης χρησιμοποιεί τη θερμότητα της συμπίεσης. Αυτή η ανάφλεξη πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας υψηλή πίεση συμπίεσης και καύσιμο πετρελαίου, εγχέεται στον θάλαμο καύσης κάτω από πολύ υψηλή πίεση. Ο συνδυασμός καυσίμου ντίζελ και υψηλής πίεσης συμπίεσης διασφαλίζει την αυτόματη ανάφλεξη, επιτρέποντας την έναρξη του κύκλου καύσης.

Μπλοκ κυλίνδρων

Ντίζελ και κινητήρας βενζίνηςείναι παρόμοια μεταξύ τους, αλλά υπάρχουν κάποιες διαφορές στο σχεδιασμό τους. Οι περισσότεροι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν χιτώνια κυλίνδρων και όχι κυλίνδρους που κατασκευάζονται ως μέρος ενός μπλοκ. Χρησιμοποιώντας χιτώνια κυλίνδρων, μπορούν να γίνουν επισκευές για να επιτραπεί η χρήση του κινητήρα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε αυτούς τους κινητήρες ντίζελ που δεν χρησιμοποιούν χιτώνια κυλίνδρων, τα τοιχώματα των κυλίνδρων είναι παχύτερα από αυτά σε βενζινοκινητήρα παρόμοιου κυβισμού. Για αύξηση της επιφάνειας στήριξης στροφαλοφόρος άξωνΟι κινητήρες ντίζελ έχουν βαρύτερες και παχύτερες κύριες ράβδους.

Υγρές επενδύσεις κυλίνδρων

Οι επενδύσεις υγρών κυλίνδρων που χρησιμοποιούνται στους κινητήρες ντίζελ είναι παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στους βενζινοκινητήρες. Οι φυσικές διαστάσεις των επενδύσεων ενδέχεται να ποικίλλουν ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα ντίζελ.

Στροφαλοφόρος άξων

Ο στροφαλοφόρος άξονας που χρησιμοποιείται στους κινητήρες ντίζελ έχει σχεδιασμό παρόμοιο με τον στροφαλοφόρο άξονα που χρησιμοποιείται στους βενζινοκινητήρες, αλλά με δύο διαφορές:

Οι στροφαλοφόροι άξονες του κινητήρα ντίζελ είναι συνήθως σφυρηλατημένοι παρά χυτό. Η σφυρηλάτηση κάνει στροφαλοφόρος άξωνπιο ανθεκτικό.
. Τα ημερολόγια στροφαλοφόρου κινητήρα ντίζελ είναι συνήθως μεγαλύτερα από τα ημερολόγια στροφαλοφόρου κινητήρα βενζίνης.
Τα μεγεθυσμένα γεμιστήρια επιτρέπουν στον στροφαλοφόρο άξονα να αντέχει μεγαλύτερα φορτία.

Ράβδοι σύνδεσης

Οι μπιέλες που χρησιμοποιούνται σε κινητήρες ντίζελ είναι συνήθως κατασκευασμένες από σφυρήλατο χάλυβα. Οι μπιέλες κινητήρων ντίζελ διαφέρουν από τις μπιέλες βενζινοκινητήρων στο ότι τα καπάκια είναι μετατοπισμένα και έχουν μικρά δόντια στην επιφάνεια που ταιριάζουν με τη μπιέλα. Ο offset σχεδιασμός με λεπτά δόντια βοηθά στη συγκράτηση του καπακιού στη θέση του και μειώνει την πίεση στα μπουλόνια της μπιέλας.

Έμβολα και δακτύλιοι εμβόλων

Τα έμβολα που χρησιμοποιούνται σε κινητήρες ντίζελ ελαφρού τύπου μοιάζουν με τα έμβολα που χρησιμοποιούνται στους βενζινοκινητήρες. Τα έμβολα ντίζελ είναι βαρύτερα από τα έμβολα βενζινοκινητήρων γιατί έμβολα ντίζελσυνήθως από σφυρήλατο χάλυβα και όχι από αλουμίνιο και το εσωτερικό πάχος του υλικού είναι μεγαλύτερο.

Οι δακτύλιοι συμπίεσης που χρησιμοποιούνται σε κινητήρες ντίζελ είναι συνήθως κατασκευασμένοι από χυτοσίδηρο και συχνά επικαλύπτονται με χρώμιο και μολυβδαίνιο για τη μείωση της τριβής.

Κυλινδροκεφαλή

Εξωτερικά, η κυλινδροκεφαλή ενός κινητήρα ντίζελ μοιάζει πολύ με την κυλινδροκεφαλή ενός βενζινοκινητήρα. Υπάρχουν όμως πολλές εσωτερικές σχεδιαστικές διαφορές που κάνουν τους κινητήρες ντίζελ διαφορετικούς και πρωτότυπους.

Σε έναν κινητήρα ντίζελ, η ίδια η κυλινδροκεφαλή πρέπει να είναι πολύ ισχυρότερη και βαρύτερη για να αντέχει σε μεγαλύτερα φορτία θερμότητας και πίεσης. Ο σχεδιασμός του θαλάμου καύσης και των διόδων αέρα στους κινητήρες ντίζελ μπορεί να είναι πιο περίπλοκος από ό,τι σε έναν βενζινοκινητήρα.

Οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν πολλά σχέδια θαλάμων καύσης, αλλά δύο σχέδια είναι τα πιο συνηθισμένα: ο αδιαίρετος θάλαμος καύσης και ο θάλαμος στροβιλισμού.

Σχεδιασμός αδιαίρετου θαλάμου καύσης

Ο πιο κοινός τύπος θαλάμου καύσης για έναν κινητήρα ντίζελ είναι ο μη διαιρεμένος θάλαμος, γνωστός και ως θάλαμος καύσης άμεσης έγχυσης. Σε έναν αδιαίρετο σχεδιασμό, εξασφαλίζεται η ανατάραξη (στροβιλισμός) του εισερχόμενου αέρα λόγω του σχήματος του καναλιού εισαγωγής αέρα. Το καύσιμο εγχέεται απευθείας στον θάλαμο καύσης.

Σχεδιασμός θαλάμου Vortex

Ο σχεδιασμός του θαλάμου στροβιλισμού χρησιμοποιεί δύο θαλάμους καύσης για κάθε κύλινδρο. Ο κύριος θάλαμος συνδέεται με ένα στενό κανάλι με έναν μικρότερο θάλαμο στροβιλισμού. Ο θάλαμος στροβιλισμού περιέχει ένα μπεκ ψεκασμού καυσίμου. Ο θάλαμος vortex έχει σχεδιαστεί για να διασφαλίζει την έναρξη της διαδικασίας καύσης. Ο αέρας εισόδου εισάγεται στον θάλαμο στροβιλισμού μέσω ενός στενού καναλιού. Στη συνέχεια, το καύσιμο εγχέεται στον θάλαμο στροβιλισμού και το μείγμα που προκύπτει αναφλέγεται. Μετά από αυτό, εισέρχεται το μείγμα που καίγεται κύρια κάμερακαύσης, όπου τερματίζει την καύση του, με αποτέλεσμα το έμβολο να κινηθεί προς τα κάτω.

Βαλβίδες και έδρες βαλβίδων

Οι βαλβίδες κινητήρα ντίζελ είναι κατασκευασμένες από ειδικά κράματα που είναι σε θέση να αποδίδουν καλά κάτω από την υψηλή θερμότητα και πίεση που είναι τυπική για έναν κινητήρα ντίζελ. Ορισμένες βαλβίδες είναι μερικώς γεμάτες με νάτριο, το οποίο βοηθά στη διάχυση της θερμότητας. Μεγάλο ποσοστόΗ θερμότητα μεταφέρεται από την κεφαλή της βαλβίδας στην έδρα της βαλβίδας. Για να εξασφαλιστεί επαρκής μεταφορά θερμότητας Ιδιαίτερη προσοχήπρέπει να δίνεται στο πλάτος της έδρας της βαλβίδας.

Μια φαρδιά έδρα βαλβίδας έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να μεταφέρει περισσότερη θερμότητα. Ωστόσο, μια φαρδιά έδρα βαλβίδας έχει επίσης μεγαλύτερη δυνατότητα συσσώρευσης εναποθέσεων άνθρακα, που μπορεί να προκαλέσει διαρροές στη βαλβίδα. Μια στενή έδρα βαλβίδας παρέχει καλύτερη σφράγιση από μια ευρεία έδρα βαλβίδας, αλλά δεν μεταφέρει την ίδια ποσότητα θερμότητας. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, απαιτείται συμβιβασμός μεταξύ φαρδιών και στενών εδρών βαλβίδων.

Οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν συχνά έδρες βαλβίδων ώθησης. Τα ένθετα έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να αντικατασταθούν. Οι έδρες βαλβίδων εισαγωγής είναι κατασκευασμένες από ειδικά κράματα μετάλλων που αντέχουν τη θερμότητα και την πίεση ενός κινητήρα ντίζελ.

Σύστημα παροχής καυσίμου

Συμβατικό σχέδιο

Σε ένα συμβατικό σύστημα παροχής καυσίμου ντίζελ, το καύσιμο αντλείται από δεξαμενή καυσίμων, φιλτράρεται και παρέχεται στην αντλία υψηλής πίεσης. Το καύσιμο υψηλής πίεσης φέρεται στην απαιτούμενη πίεση και τροφοδοτείται στην πολλαπλή καυσίμου, η οποία τροφοδοτείται μπεκ ψεκασμού καυσίμου. Το σύστημα ελέγχου ψεκασμού ενεργοποιεί τις κατάλληλες στιγμές τα μπεκ, τα οποία κατά τη συμπίεση του εμβόλου ψεκάζουν καύσιμο για την επακόλουθη καύση του.

Σχεδιασμός Common Rail

Οι κινητήρες ντίζελ Common Rail χρησιμοποιούν ανεξάρτητα συστήματα πίεσης καυσίμου και ψεκασμού καυσίμου. Η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης τραβάει το καύσιμο από τη δεξαμενή και το παραδίδει μέσω του ρυθμιστή πίεσης στην κοινή πολλαπλή καυσίμου. Η αντλία υψηλής πίεσης αποτελείται από μια αντλία μεταφοράς χαμηλή πίεσηκαι θαλάμους υψηλής πίεσης. Ο ψεκασμός καυσίμου ελέγχεται από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του συστήματος μετάδοσης κίνησης (PCM) και την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου μπεκ ψεκασμού (IDM), η οποία ρυθμίζει το χρονισμό ανοιχτή κατάστασημπεκ ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα.

Σε ένα σχέδιο με κοινή πολλαπλή καυσίμου, το επίπεδο τοξικότητας των καυσαερίων μειώνεται σημαντικά και ο θόρυβος κατά τη λειτουργία ελαχιστοποιείται. Όλα αυτά είναι συνέπεια του μεγαλύτερου ελέγχου της διαδικασίας καύσης. Η ρύθμιση της πίεσης καυσίμου και των φάσεων λειτουργίας του μπεκ ελέγχεται από το YUM και το RSM. Ο σχεδιασμός του μπεκ ψεκασμού έχει επίσης επανασχεδιαστεί για να επιτρέπει την έγχυση καυσίμου πριν και μετά τον ψεκασμό σε διάφορα στάδια της συμπίεσης και των διαδρομών ισχύος.

Η βελτιωμένη διαχείριση καυσίμου επιτρέπει καθαρότερη, πιο σταθερή καύση και σωστή πίεση στον κύλινδρο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της τοξικότητας των καυσαερίων και του θορύβου κατά τη λειτουργία.

Σύστημα λίπανσης

Το σύστημα λίπανσης που χρησιμοποιείται στους κινητήρες ντίζελ είναι κατ' αρχήν παρόμοιο με τα συστήματα των βενζινοκινητήρων. Οι περισσότεροι κινητήρες ντίζελ διαθέτουν κάποιο είδος ψύκτη λαδιού που βοηθά στην απομάκρυνση της θερμότητας από το λάδι. Το λάδι ρέει υπό πίεση μέσω των διόδων του κινητήρα και επιστρέφει στο στροφαλοθάλαμο του κινητήρα.

Το λιπαντικό που χρησιμοποιείται στους κινητήρες ντίζελ είναι διαφορετικό από το λιπαντικό που χρησιμοποιείται στους βενζινοκινητήρες. Ειδικό λάδιΑυτό είναι απαραίτητο γιατί όταν λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ, το λάδι μολύνεται περισσότερο από ότι σε έναν βενζινοκινητήρα. Η υψηλή περιεκτικότητα του καυσίμου ντίζελ σε άνθρακα κάνει το λάδι που χρησιμοποιείται στους κινητήρες ντίζελ να αλλάζει χρώμα αμέσως μετά τη χρήση του. Μόνο αυτό πρέπει να χρησιμοποιείται λάδι μηχανής, το οποίο έχει σχεδιαστεί ειδικά για κινητήρες ντίζελ.

Σύστημα ψύξης

Το σύστημα ψύξης ενός κινητήρα ντίζελ έχει συνήθως μεγαλύτερο όγκο πλήρωσης από το σύστημα ψύξης ενός βενζινοκινητήρα. Η θερμοκρασία μέσα σε έναν κινητήρα ντίζελ πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά επειδή η θερμότητα χρησιμοποιείται για την αυτόματη ανάφλεξη του καυσίμου.

Εάν η θερμοκρασία του κινητήρα είναι πολύ χαμηλή, ενδέχεται να προκύψουν τα ακόλουθα προβλήματα:

Αυξημένη φθορά
. Κακή οικονομία καυσίμου
. Συσσώρευση νερού και λάσπης στον στροφαλοθάλαμο του κινητήρα
. Απώλεια ισχύος

Εάν η θερμοκρασία του κινητήρα είναι πολύ υψηλή, ενδέχεται να προκύψουν τα ακόλουθα προβλήματα:

Αυξημένη φθορά
. Κακοί
. Πυροκρότηση
. Καύση εμβόλων και βαλβίδων
. Προβλήματα λίπανσης
. Μπλοκάρισμα κινούμενων μερών
. Απώλεια ισχύος

Σύστημα ψεκασμού καυσίμου

Ο κινητήρας ντίζελ λειτουργεί με την αρχή της αυτανάφλεξης. Ο εισερχόμενος αέρας και το καύσιμο συμπιέζονται στον θάλαμο καύσης τόσο πολύ που τα μόρια θερμαίνονται και αναφλέγονται χωρίς τη βοήθεια εξωτερικού σπινθήρα ανάφλεξης. Ο λόγος συμπίεσης ενός κινητήρα ντίζελ είναι πολύ υψηλότερος από αυτόν ενός βενζινοκινητήρα. Η αναλογία συμπίεσης σε κινητήρες ντίζελ με άμεση εισαγωγή αέρα είναι περίπου 22:1. Κινητήρες turbodieselέχουν λόγο συμπίεσης στην περιοχή 16,5-18,5:1. Δημιουργείται πίεση συμπίεσης και η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται από περίπου 500 °C σε 800 °C (932 °F έως 1.472 °F).

Οι κινητήρες ντίζελ μπορούν να λειτουργήσουν μόνο με σύστημα ψεκασμού καυσίμου. Ο σχηματισμός μείγματος συμβαίνει μόνο στη φάση της έγχυσης καυσίμου και της καύσης.

Στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης, το καύσιμο εγχέεται στον θάλαμο καύσης, όπου αναμιγνύεται με ζεστό αέρα και αναφλέγεται. Η ποιότητα αυτής της διαδικασίας καύσης εξαρτάται από την ποιότητα του σχηματισμού του μείγματος. Επειδή Το καύσιμο ψεκάζεται τόσο αργά που δεν έχει πολύ χρόνο να αναμιχθεί με τον αέρα. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, η αναλογία αέρα-καυσίμου διατηρείται συνεχώς σε επίπεδο μεγαλύτερο από 17:1, διασφαλίζοντας έτσι την καύση όλου του καυσίμου. Για περισσότερα λεπτομερείς πληροφορίεςανατρέξτε στη δημοσίευση "Λειτουργία του κινητήρα και των συστημάτων του".

Χαρακτηριστικά του κινητήρα ντίζελ, όπως η απόδοση και η υψηλή ροπή, τον καθιστούν μια προτιμώμενη επιλογή. Οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ είναι κοντά στους βενζινοκινητήρες όσον αφορά τον θόρυβο, διατηρώντας παράλληλα πλεονεκτήματα σε απόδοση και αξιοπιστία.

Σχεδιασμός και δομή

Ο σχεδιασμός ενός κινητήρα ντίζελ δεν διαφέρει από έναν βενζινοκινητήρα - οι ίδιοι κύλινδροι, έμβολα, μπιέλες. Είναι αλήθεια ότι τα μέρη της βαλβίδας είναι ενισχυμένα για να δεχτούν υψηλά φορτία- τελικά, ο λόγος συμπίεσης ενός κινητήρα ντίζελ είναι πολύ υψηλότερος (19-24 μονάδες έναντι 9-11 για κινητήρας βενζίνης). Αυτό εξηγεί το μεγάλο βάρος και τις διαστάσεις μηχανή πετρελαίουσε σύγκριση με τη βενζίνη.

Η θεμελιώδης διαφορά έγκειται στις μεθόδους σχηματισμού ενός μείγματος καυσίμου και αέρα, στην ανάφλεξη και την καύση του. Σε έναν βενζινοκινητήρα, το μείγμα σχηματίζεται κατά τη διάρκεια σύστημα εισαγωγής, και αναφλέγεται στον κύλινδρο από σπινθήρα μπουζί. Σε κινητήρα ντίζελ καύσιμο και αέρας παρέχονται χωριστά. Αρχικά, ο αέρας εισέρχεται στους κυλίνδρους. Στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης, όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 700-800 o C, το καύσιμο ντίζελ εγχέεται στον θάλαμο καύσης με ακροφύσια υπό υψηλή πίεση, ο οποίος σχεδόν αμέσως αναφλέγεται αυθόρμητα.

Ο σχηματισμός μείγματος στους κινητήρες ντίζελ συμβαίνει σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Για να ληφθεί ένα εύφλεκτο μείγμα ικανό να καίγεται γρήγορα και πλήρως, είναι απαραίτητο το καύσιμο να ψεκάζεται στα μικρότερα δυνατά σωματίδια και κάθε σωματίδιο να έχει επαρκή ποσότητα αέρα για πλήρη καύση. Για το σκοπό αυτό, το καύσιμο εγχέεται στον κύλινδρο με ένα ακροφύσιο με πίεση αρκετές φορές υψηλότερη από την πίεση του αέρα κατά τη διάρκεια της διαδρομής συμπίεσης στον θάλαμο καύσης.

Οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν αδιαίρετους θαλάμους καύσης. Αντιπροσωπεύουν έναν ενιαίο όγκο που περιορίζεται από το κάτω μέρος έμβολο 3και επιφάνειες της κυλινδροκεφαλής και των τοιχωμάτων. Για καλύτερη ανάμειξη καυσίμου με αέρα, το σχήμα του αδιαίρετου θαλάμου καύσης προσαρμόζεται στο σχήμα των πυρσών καυσίμου. Εσοχή 1, κατασκευασμένο στον πυθμένα του εμβόλου, συμβάλλει στη δημιουργία στροβιλισμού κίνησης αέρα.

Το καύσιμο με λεπτή ψεκασμό εγχέεται από μπεκ 2μέσω πολλών οπών που κατευθύνονται σε ορισμένες θέσεις εσοχής. Έτσι ώστε το καύσιμο να καίγεται εντελώς και το ντίζελ έχει καλύτερες ικανότητεςκαι οικονομικούς δείκτες, το καύσιμο πρέπει να εγχυθεί στον κύλινδρο πριν το έμβολο φτάσει στο TDC.

Η αυτανάφλεξη συνοδεύεται από απότομη αύξηση της πίεσης - εξ ου και ο αυξημένος θόρυβος και η σκληρότητα της λειτουργίας. Αυτή η οργάνωση της διαδικασίας εργασίας σας επιτρέπει να εργάζεστε σε πολύ άπαχα μείγματα, γεγονός που καθορίζει την υψηλή απόδοση. Τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά είναι επίσης καλύτερα - οι εκπομπές ρύπων κατά τη λειτουργία σε άπαχα μείγματα βλαβερές ουσίεςλιγότερο από τους βενζινοκινητήρες.

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν αυξημένο θόρυβο και κραδασμούς, λιγότερη ισχύ, δυσκολίες με κρύα εκκίνηση, προβλήματα με το χειμερινό ντίζελ. U σύγχρονα ντίζελαυτά τα προβλήματα δεν είναι τόσο εμφανή.

Το καύσιμο ντίζελ πρέπει να πληροί ορισμένες απαιτήσεις. Οι κύριοι δείκτες ποιότητας καυσίμου είναι η καθαρότητα, το χαμηλό ιξώδες, χαμηλή θερμοκρασίααυτανάφλεξη, υψηλή αριθμός κετανίου(όχι κάτω από 40). Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός κετανίου, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος καθυστέρησης αυτόματης ανάφλεξης μετά την έγχυση στον κύλινδρο και ο κινητήρας λειτουργεί πιο ομαλά (χωρίς να χτυπάει).

Τύποι κινητήρων ντίζελ

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κινητήρων ντίζελ, η διαφορά μεταξύ των οποίων έγκειται στον σχεδιασμό του θαλάμου καύσης. Σε κινητήρες ντίζελ με αδιαίρετο θάλαμο καύσης- Τους λέω ντίζελ με άμεση ένεση- το καύσιμο εγχέεται στο χώρο πάνω από το έμβολο και ο θάλαμος καύσης κατασκευάζεται στο έμβολο. Ο άμεσος ψεκασμός χρησιμοποιείται σε κινητήρες χαμηλής ταχύτητας, μεγάλου κυβισμού. Αυτό οφείλεται σε δυσκολίες στη διαδικασία καύσης, καθώς και σε αυξημένο θόρυβο και κραδασμούς.

Χάρη στην εισαγωγή αντλιών καυσίμου υψηλής πίεσης (HPFP) με ηλεκτρονικά ελεγχόμενη, έγχυση καυσίμου δύο σταδίων και βελτιστοποίηση της διαδικασίας καύσης, ήταν δυνατό να επιτευχθεί σταθερή λειτουργία κινητήρα ντίζελ με αδιαίρετο θάλαμο καύσης σε ταχύτητες έως 4500 rpm, βελτίωση της απόδοσης, μείωση του θορύβου και των κραδασμών.

Το πιο κοινό είναι ένας άλλος τύπος ντίζελ - με ξεχωριστό θάλαμο καύσης. Η έγχυση καυσίμου δεν πραγματοποιείται στον κύλινδρο, αλλά σε έναν πρόσθετο θάλαμο. Συνήθως, χρησιμοποιείται ένας θάλαμος στροβιλισμού, κατασκευασμένος στην κυλινδροκεφαλή και συνδεδεμένος με τον κύλινδρο μέσω ενός ειδικού καναλιού, έτσι ώστε όταν συμπιέζεται, ο αέρας που εισέρχεται στον θάλαμο στροβιλισμού να στροβιλίζεται έντονα, γεγονός που βελτιώνει τη διαδικασία αυτανάφλεξης και σχηματισμού μείγματος. Η αυτανάφλεξη ξεκινά στον θάλαμο στροβιλισμού και στη συνέχεια συνεχίζει στον κύριο θάλαμο καύσης.

Με έναν ξεχωριστό θάλαμο καύσης, ο ρυθμός αύξησης της πίεσης στον κύλινδρο μειώνεται, γεγονός που βοηθά στη μείωση του θορύβου και στην αύξηση μέγιστη ταχύτητα. Τέτοιοι κινητήρες αποτελούν την πλειοψηφία αυτών που είναι εγκατεστημένοι σε σύγχρονα αυτοκίνητα.

Σχεδιασμός συστήματος καυσίμου

Το πιο σημαντικό σύστημα είναι το σύστημα παροχής καυσίμου. Η λειτουργία του είναι να παρέχει μια αυστηρά καθορισμένη ποσότητα καυσίμου σε μια δεδομένη στιγμή και με μια δεδομένη πίεση. Η υψηλή πίεση καυσίμου και οι απαιτήσεις ακρίβειας καθιστούν το σύστημα καυσίμου περίπλοκο και ακριβό.

Τα κύρια στοιχεία είναι: αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης (HPF), μπεκ και φίλτρο καυσίμου.

αντλία έγχυσης

Η αντλία ψεκασμού έχει σχεδιαστεί για να παρέχει καύσιμο στα μπεκ σύμφωνα με ένα αυστηρά καθορισμένο πρόγραμμα, ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα και τις ενέργειες του οδηγού. Στον πυρήνα της, μια σύγχρονη αντλία έγχυσης συνδυάζει τις λειτουργίες ενός πολύπλοκου συστήματος αυτόματο έλεγχοκινητήρα και κύρια ενεργοποιητή, εκπληρώνοντας τις εντολές του οδηγού.

Πατώντας το πεντάλ γκαζιού, ο οδηγός δεν αυξάνει άμεσα την παροχή καυσίμου, αλλά αλλάζει μόνο το πρόγραμμα λειτουργίας των ρυθμιστών, οι οποίοι αλλάζουν την τροφοδοσία σύμφωνα με αυστηρά καθορισμένες εξαρτήσεις από την ταχύτητα, την πίεση υπερπλήρωσης, τη θέση του μοχλού ρυθμιστή. και τα λοιπά.

Επί σύγχρονα αυτοκίνητα Χρησιμοποιούνται αντλίες ψεκασμού καυσίμου τύπου διανομής.Οι αντλίες αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται ευρέως. Είναι συμπαγείς, χαρακτηρίζονται από υψηλή ομοιομορφία τροφοδοσίας καυσίμου στους κυλίνδρους και εξαιρετική απόδοση. υψηλή ταχύτηταχάρη στην ταχύτητα των ρυθμιστών. Ταυτόχρονα, θέτουν υψηλές απαιτήσεις για την καθαρότητα και την ποιότητα του καυσίμου ντίζελ: εξάλλου, όλα τα μέρη τους λιπαίνονται με καύσιμο και τα κενά στα στοιχεία ακριβείας είναι μικρά.

μπεκ.

Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο σύστημα καυσίμωνείναι το ακροφύσιο. Μαζί με την αντλία ψεκασμού, εξασφαλίζει την παροχή αυστηρά δοσομετρημένης ποσότητας καυσίμου στον θάλαμο καύσης. Η ρύθμιση της πίεσης ανοίγματος του μπεκ καθορίζει πίεση λειτουργίαςστο σύστημα καυσίμου, και ο τύπος του ψεκαστήρα καθορίζει το σχήμα του ψεκασμού καυσίμου, που έχει σπουδαίοςγια τη διαδικασία της αυτανάφλεξης και της καύσης. Συνήθως χρησιμοποιούνται δύο τύποι ακροφυσίων: με γραμματοσειρά ή διανομέα πολλαπλών οπών.

Το μπεκ στον κινητήρα λειτουργεί μέσα δύσκολες καταστάσεις: Η βελόνα του ακροφυσίου παλινδρομεί στις μισές στροφές του κινητήρα και το ακροφύσιο βρίσκεται σε άμεση επαφή με το θάλαμο καύσης. Επομένως, το ακροφύσιο είναι κατασκευασμένο από ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά με εξαιρετική ακρίβεια και είναι ένα στοιχείο ακριβείας.

Φίλτρα καυσίμου.

Το φίλτρο καυσίμου, παρά την απλότητά του, είναι το πιο σημαντικό στοιχείομηχανή πετρελαίου. Οι παράμετροι του, όπως η λεπτότητα διήθησης, διακίνηση, πρέπει να αντιστοιχεί αυστηρά σε συγκεκριμένο τύπο κινητήρα. Μία από τις λειτουργίες του είναι ο διαχωρισμός και η αφαίρεση του νερού, για το οποίο συνήθως χρησιμοποιείται το κάτω βύσμα αποστράγγισης. Μια χειροκίνητη αντλία πλήρωσης εγκαθίσταται συχνά στο επάνω μέρος του περιβλήματος του φίλτρου για την αφαίρεση του αέρα από το σύστημα καυσίμου.

Μερικές φορές εγκαθίσταται ένα ηλεκτρικό σύστημα θέρμανσης φίλτρο καυσίμων, που κάνει την εκκίνηση του κινητήρα κάπως πιο εύκολη και αποτρέπει το φράξιμο του φίλτρου με παραφίνες που σχηματίζονται κατά την κρυστάλλωση του καυσίμου ντίζελ σε χειμερινές συνθήκες.

Πώς γίνεται η εκτόξευση;

Η ψυχρή εκκίνηση του κινητήρα ντίζελ εξασφαλίζεται από το σύστημα προθέρμανση. Για το σκοπό αυτό, ηλεκτρικά θερμαντικά στοιχεία - προθερμαντήρες - εισάγονται στους θαλάμους καύσης. Όταν η ανάφλεξη είναι ενεργοποιημένη, τα μπουζί θερμαίνονται στους 800-900 o C σε λίγα δευτερόλεπτα, θερμαίνοντας έτσι τον αέρα στο θάλαμο καύσης και διευκολύνοντας την αυτανάφλεξη του καυσίμου. Μια λυχνία ελέγχου υποδεικνύει τη λειτουργία του συστήματος στον οδηγό στην καμπίνα.

Εξαφάνιση προειδοποιητική λυχνίαδηλώνει ετοιμότητα για εκτόξευση. Η παροχή ρεύματος από το μπουζί αφαιρείται αυτόματα, αλλά όχι αμέσως, αλλά 15-25 δευτερόλεπτα μετά την εκκίνηση, για να διασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία ενός ψυχρού κινητήρα. Σύγχρονα συστήματαΗ προθέρμανση εξασφαλίζει την εύκολη εκκίνηση ενός επισκευάσιμου κινητήρα ντίζελ σε θερμοκρασία 25-30 o C, φυσικά, ανάλογα με την εποχή του λαδιού και του καυσίμου ντίζελ.

Υπερσυμπίεση και Common-Rail

Ένα αποτελεσματικό μέσο αύξησης της ισχύος είναι η υπερσυμπίεση.Επιτρέπει την παροχή πρόσθετου αέρα στους κυλίνδρους, με αποτέλεσμα την αυξημένη ισχύ. Πίεση καυσαέριαΟ κινητήρας ντίζελ είναι 1,5-2 φορές υψηλότερος από αυτόν ενός βενζινοκινητήρα, γεγονός που επιτρέπει στον υπερσυμπιεστή να παρέχει αποτελεσματική ώθηση από την ίδια χαμηλές στροφές, αποφεύγοντας το χαρακτηριστικό αστοχίας των βενζινοκινητήρων τούρμπο - "υστερία turbo".

Ο έλεγχος της παροχής καυσίμου από υπολογιστή κατέστησε δυνατή την έγχυσή του στον θάλαμο καύσης του κυλίνδρου σε δύο δόσεις με ακρίβεια. Αρχικά, έρχεται μια μικροσκοπική δόση, μόνο περίπου ένα χιλιοστόγραμμα, η οποία, όταν καίγεται, αυξάνει τη θερμοκρασία στον θάλαμο και μετά έρχεται η κύρια «φόρτιση». Για έναν κινητήρα ντίζελ - έναν κινητήρα με ανάφλεξη καυσίμου με συμπίεση - αυτό είναι πολύ σημαντικό, καθώς σε αυτήν την περίπτωση η πίεση στον θάλαμο καύσης αυξάνεται πιο ομαλά, χωρίς "τράνταγμα". Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας λειτουργεί πιο ομαλά και λιγότερο θορυβώδης.

Ως αποτέλεσμα, σε κινητήρες ντίζελ με Σύστημα Common-RailΗ κατανάλωση καυσίμου μειώνεται κατά 20%, και η ροπή στις χαμηλές στροφές του στροφαλοφόρου άξονα αυξάνεται κατά 25%. Η περιεκτικότητα αιθάλης στην εξάτμιση μειώνεται επίσης και ο θόρυβος του κινητήρα μειώνεται.

Τα τελευταία δέκα χρόνια τεχνολογίες ντίζελαναπτύχθηκε γρήγορα. Τα περισσότερα από σύγχρονα αυτοκίνητα, που παράγονται στην Ευρώπη, παράγονται με κινητήρες ντίζελ. Φυσικά, η αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευήςδεν άλλαξε. Ωστόσο, ένας σύγχρονος κινητήρας ντίζελ είναι πολύ πιο αθόρυβος. Έχει γίνει πιο φιλικό προς το περιβάλλον. Στο μακρινό παρελθόν παρέμενε δυνατό βουητό, πυκνός μαύρος καπνός και άσχημη μυρωδιάκατά τη λειτουργία της συσκευής. Λοιπόν, ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ;

Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ;

Η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ είναι η εξής: στον κύλινδρο

Καθαρός αέρας αναρροφάται καθώς το έμβολο κινείται προς τα κάτω. Και όταν η βαλβίδα ανεβαίνει, θερμαίνεται. Αξίζει να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία κατά τη λειτουργία ενός κινητήρα ντίζελ μπορεί να είναι από 700 έως 900 °. Αυτό επιτυγχάνεται με ισχυρή συμπίεση. Όταν το έμβολο κινείται στο νεκρό σημείο κορυφής του, το καύσιμο ντίζελ εγχέεται στον θάλαμο καύσης υπό αρκετά υψηλή πίεση. Όταν έρχεται σε επαφή με ζεστό αέρα, το καύσιμο αναφλέγεται. Ως αποτέλεσμα, η πίεση στον κύλινδρο αυξάνεται καθώς διαστέλλεται το αυτοαναφλεγόμενο καύσιμο. Αυτό είναι που προκαλεί δυνατός θόρυβοςκατά τη λειτουργία της μονάδας.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Αυτή η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ επιτρέπει τη χρήση άπαχο μείγμα. Το καύσιμο για τέτοιες συσκευές είναι σχετικά φθηνό. Αυτό κάνει τους κινητήρες ντίζελ ανεπιτήδευτους και οικονομικούς. Αξίζει να σημειωθεί ότι, σε αντίθεση με τις μονάδες βενζίνης, τέτοιες μονάδες έχουν μεγαλύτερη ροπή και η απόδοση είναι 10% υψηλότερη. Στα μειονεκτήματα

κινητήρα ντίζελ πρέπει να αποδοθεί αυξημένο επίπεδοθόρυβος, κραδασμοί, χαμηλή ισχύς ανά μονάδα όγκου, δυσκολία στην κρύα εκκίνηση. Περισσότερο μοντέρνα μοντέλαπρακτικά στερούνται τέτοιων ελλείψεων.

Σχεδιασμός και χαρακτηριστικά ορισμένων εξαρτημάτων

Λαμβάνοντας υπόψη την αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ, τα εξαρτήματα για τέτοιες μονάδες ενισχύονται σημαντικά, καθώς πρέπει να αντέχουν υψηλά φορτία. Μεταξύ των κύριων τμημάτων της μονάδας, αξίζει να τονιστεί το έμβολο. Το σχήμα του πυθμένα του εξαρτάται από τον τύπο του θαλάμου καύσης που μπορεί να ενσωματωθεί στο κάτω μέρος της βαλβίδας. Σε ένα έμβολο κινητήρα ντίζελ, το κάτω μέρος συνήθως εκτείνεται πέρα ​​από την κορυφή του μπλοκ κυλίνδρων. Δεν υπάρχει συμβατικό σύστημα ανάφλεξης σε μονάδες αυτού του τύπου. Αν και χρησιμοποιούν και κεριά.

Τουρμπίνα

Η ισχύς που μπορεί να αναπτύξει ένας κινητήρας εξαρτάται από την ποσότητα καυσίμου και αέρα που εισέρχεται σε αυτόν. Για να αυξήσετε τις δυνατότητες της μονάδας, είναι απαραίτητο να αυξήσετε το περιεχόμενο των αναφερόμενων εξαρτημάτων. Για να μπει περισσότερο καύσιμο στον θάλαμο καύσης πρέπει να ανυψωθεί η στάθμη του αέρα, η οποία

μπαίνει στον κύλινδρο. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται προαιρετικός εξοπλισμός. Η αρχή λειτουργίας ενός στροβίλου κινητήρα ντίζελ είναι αρκετά απλή. Το εξάρτημα σάς επιτρέπει να αντλείτε περισσότερο αέρα. Λόγω αυτού, ο όγκος του καυσίμου που καίγεται αυξάνεται, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την ποσότητα της ενέργειας που απελευθερώνεται.

Θάλαμοι καύσης

Οι κινητήρες ντίζελ μπορούν να χρησιμοποιούν διάφορους τύπους θαλάμων καύσης: σπασμένους και μη διασπασμένους. Ο πρώτος τύπος χρησιμοποιήθηκε στη μηχανική επιβατών, αλλά πρόσφατα αντικαταστάθηκε από έναν απλούστερο. Πράγματι, κατά τη χρήση διαιρεμένων διαμερισμάτων, το καύσιμο εγχύθηκε στον θάλαμο καύσης, ο οποίος βρισκόταν στην κεφαλή του κυλίνδρου, και όχι στην κοιλότητα του εμβόλου. Παρόμοια μέρη κατασκευάζονταν επίσης με διαφορετικούς τρόπους και αυτό εξαρτιόταν από τις διαδικασίες σχηματισμού του μείγματος: θάλαμος δίνης ή προθάλαμος.

Στην τελευταία περίπτωση, το καύσιμο εγχέεται στο προκαταρκτικό διαμέρισμα, το οποίο

επικοινωνεί με τον κύλινδρο με μικρές βαλβίδες ή οπές. Σε αυτή την περίπτωση, το καύσιμο αναμιγνύεται με τον αέρα, χτυπώντας τους τοίχους. Το αυτοαναφλεγόμενο καύσιμο εισέρχεται στον κύριο θάλαμο, όπου καίγεται εντελώς. Όσον αφορά τη διαδικασία καύσης του θαλάμου δίνης, αυτή, όπως και στην πρώτη περίπτωση, ξεκινά σε ένα ξεχωριστό διαμέρισμα, το οποίο είναι μια κούφια σφαίρα. Μέσω των καναλιών σύνδεσης, ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο κατά τη διάρκεια της διαδρομής συμπίεσης. Στριφογυρίζει μέσα του και σχηματίζει μια δίνη. Ως αποτέλεσμα, το εύφλεκτο μείγμα που εγχέεται στο διαμέρισμα αναμιγνύεται καλά με τον αέρα. Αυτή η δομή των θαλάμων καύσης έχει αρκετά μειονεκτήματα. Πρώτον, καταναλώνεται περισσότερο καύσιμο, καθώς συμβαίνουν μεγάλες απώλειες λόγω του όγκου των διαμερισμάτων. Δεύτερον, σημαντικές απώλειες όταν ο αέρας ρέει στον πρόσθετο θάλαμο από τον κύλινδρο αέρα, καθώς και αντίστροφη διαδικασία: κίνηση του καυσίμου στον κύλινδρο. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ χρησιμοποιείται σπάνια, καθώς τα χαρακτηριστικά εκκίνησης της μονάδας επιδεινώνονται.

Αδιαίρετοι θάλαμοι καύσης

Σε έναν κινητήρα άμεσου ψεκασμού, ο θάλαμος καύσης έχει σχήμα και είναι μια κοιλότητα. Ένας τέτοιος θάλαμος καύσης είναι ενσωματωμένος απευθείας στον πυθμένα

έμβολο Σε αυτή την περίπτωση, το καύσιμο εγχέεται απευθείας στον κύλινδρο. Παρά την απλότητα του σχεδιασμού, αυτό το σύστημα έχει επίσης μειονεκτήματα. Οι κινητήρες ντίζελ αυτού του τύπου είναι σχεδόν αδύνατο να χρησιμοποιηθούν εάν το αυτοκίνητο έχει μικρό κυβισμό. Όταν επιταχύνετε σε αυτό όχημαΥπάρχει αύξηση των επιπέδων θορύβου και αυξάνεται επίσης η δόνηση.

Νέες εξελίξεις

Σήμερα χρησιμοποιούνται πιο συχνά ηλεκτρονικά συστήματα, τα οποία ελέγχουν την ποσότητα του καυσίμου που εισέρχεται στον θάλαμο καύσης. Αυτό κατέστησε δυνατή τη μείωση του επιπέδου θορύβου, καθώς και των κραδασμών της μονάδας κατά τη λειτουργία. Σήμερα, αναπτύσσονται εντελώς νέοι κινητήρες ντίζελ, τα σχέδια των οποίων χρησιμοποιούν απευθείας έγχυση ενός εύφλεκτου μείγματος.

Τον περασμένο αιώνα, η λειτουργία ενός κινητήρα ντίζελ συνδέθηκε με μια δυσάρεστη οσμή, θόρυβο και πυκνό μαύρο καπνό που ξεχύθηκε από την καμινάδα. Αλλά την τελευταία δεκαετία, η τεχνολογία ντίζελ έχει αναπτυχθεί με άλματα και όρια.

Οι κινητήρες έγιναν πιο αθόρυβοι, η μυρωδιά των καυσαερίων σχεδόν εξαφανίστηκε εντελώς και η βλάβη που προκλήθηκε στο περιβάλλον άρχισε να μηδενίζεται. Ωστόσο, η αρχή λειτουργίας δεν έχει αλλάξει.

Αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ

Η διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα ντίζελ και ενός βενζινοκινητήρα οφείλεται στο γεγονός ότι η ανάμειξη του καυσίμου με τον αέρα δεν συμβαίνει έξω, αλλά μέσα στον κύλινδρο.

Επιπλέον, το μείγμα αναφλέγεται μόνο του, χωρίς μπουζί. Ο σχεδιασμός του κινητήρα περιλαμβάνει:

1. Κύλινδρος.
2. Βαλβίδες εισόδου και εξόδου.
3. Εμβολο.
4. Μπεκ ψεκασμού καυσίμου.

Από αυτό το βίντεο θα μάθετε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ. Ας ρίξουμε μια ματιά και ας σημειώσουμε!

Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα μπορεί να περιγραφεί λαμβάνοντας υπόψη τις ενέργειες του εμβόλου, των βαλβίδων και των μπεκ κατά τη διάρκεια κάθε διαδρομής. Συνήθως είναι τέσσερις.

εγκεφαλικό επεισόδιο - πρόσληψη καυσίμου

Το έμβολο έχει δύο νεκρά σημεία: πάνω (TDC) και κάτω (BDC). Κατά την πρώτη διαδρομή, οι βαλβίδες εισαγωγής ανοίγουν και οι βαλβίδες εξαγωγής κλείνουν. Δημιουργείται κενό στον κύλινδρο. Ο αέρας μπαίνει ορμητικά.

εγκεφαλικό επεισόδιο - συμπίεση

Όλες οι βαλβίδες είναι κλειστές. Το έμβολο κινείται από το BDC στο TDC, συμπιέζοντας τον αέρα που εισέρχεται κατά τη διαδρομή από 1 έως 5 MPa. Η θερμοκρασία του αυξάνεται στους 700 C o.

Τακτ – power stroke (επέκταση)

Το πιστόνι είναι στο TDC. Η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης μεταφέρει καύσιμο στον κύλινδρο μέσω του μπεκ ψεκασμού. Όταν ψεκάζεται, αναμειγνύεται με θερμαινόμενο αέρα και αναφλέγεται αυθόρμητα.

Κατά την καύση, η θερμοκρασία αυξάνεται στους 1800 C o και η πίεση στα 11 MPa. Το έμβολο αρχίζει να κινείται από το TDC στο BDC, κάνοντας χρήσιμη εργασία. Στο τέλος της διαδρομής εργασίας, η θερμοκρασία στο εσωτερικό του κυλίνδρου πέφτει στους 700-800 C o και η πίεση πέφτει στα 300-500 kPa.

εγκεφαλικό επεισόδιο - απελευθέρωση αερίων

Η βαλβίδα εισόδου είναι κλειστή, η βαλβίδα εξόδου είναι ανοιχτή. Το έμβολο σπρώχνει τα καυσαέρια μέσα από αυτό. Η θερμοκρασία στο εσωτερικό πέφτει στους 500 C και η πίεση στα 100 kPa.

Πλεονεκτήματα των κινητήρων ντίζελ

Σε αυτό το βίντεο θα σας πουν τις διαφορές και τα πλεονεκτήματα των κινητήρων ντίζελ από τους βενζινοκινητήρες.

Οι κινητήρες που εκτελούν χρήσιμη εργασία με την καύση καυσίμου ντίζελ έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις συσκευές βενζίνης:

1. Μειωμένη κατανάλωση καυσίμου κατά ένα τρίτο.
2. Έλλειψη συστήματος ανάφλεξης.
3. Αυξήθηκε η διάρκεια ζωής του κινητήρα κατά μιάμιση φορά.
4. Σταθερότητα παραμέτρων προσαρμογής.
5. Η μέση απόδοση είναι 40%, για τους υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες είναι πάνω από 50%.
6. Υψηλή ροπή.
7. Χαμηλός κορεσμός των καυσαερίων με διοξείδιο του άνθρακα (λιγότερη βλάβη στο περιβάλλον).
8. Πυρασφάλεια λόγω του γεγονότος ότι το καύσιμο ντίζελ δεν μπορεί να αναφλεγεί αυθόρμητα.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων του κινητήρα ντίζελ, είναι αξιοσημείωτη η δυσκολία της κρύας εκκίνησης. Ο κινητήρας είναι η πηγή ισχυρή δόνησηκαι δυνατός θόρυβος. Ωστόσο, τα σύγχρονα μοντέλα δεν έχουν αυτά τα μειονεκτήματα.

Σχέδιο λειτουργίας μεμονωμένων κόμβων

Ο σχεδιασμός ενός σύγχρονου κινητήρα ντίζελ περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Στροβιλοσυμπιεστής (τουρμποσυμπιεστής, τουρμπίνα).
2. Intercooler.
3. Καυστήρας καυσίμου.

Ας δούμε τα διαγράμματα λειτουργίας των εξαρτημάτων.

Στροβιλοσυμπιεστής

Άποψη σε τομή υπερσυμπιεστή

Η εμπειρία έχει δείξει ότι το καύσιμο δεν έχει χρόνο να καεί τη στιγμή που το έμβολο μετακινείται στο νεκρό σημείο. Επομένως, εάν το αναγκάσετε να καεί εντελώς, η ισχύς του κινητήρα θα αυξηθεί απότομα.

Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκε ένας υπερσυμπιεστής για την παροχή καυσίμου κάτω υπερπίεσηκαι διευκολύνοντάς το πλήρης καύση. Ο σχεδιασμός του υπερσυμπιεστή περιλαμβάνει:

• Δύο περιβλήματα (ένα για τον στρόβιλο, το άλλο για τον συμπιεστή).
• Περίβλημα ρουλεμάν με άξονα που συνδέει τον ρότορα του στροβίλου και τον τροχό του συμπιεστή.
• Ρουλεμάν - υποστήριξη για τη μονάδα.
• Ατσάλινο προστατευτικό πλέγμα.

Το σχήμα των εργασιών του έχει ως εξής:

1. Ο συμπιεστής αντλεί αέρα από την εξωτερική ατμόσφαιρα.
2. Ο ρότορας του συμπιεστή, που κινείται από τον δρομέα του στροβίλου, τον συμπιέζει.
3. Ο πεπιεσμένος αέρας ψύχεται από έναν ενδιάμεσο ψύκτη.
4. Ο αέρας καθαρίζεται από ένα φίλτρο και παρέχεται μέσω πολλαπλή εισαγωγήςκινητήρα, μετά τον οποίο κλείνει η βαλβίδα εξαγωγής. Θα ανοίξει μετά την ολοκλήρωση της διαδρομής εργασίας.
5. Εισερχόμενα καυσαέρια μια πολλαπλή εξαγωγής, όταν διέρχεται από το κωνικό κανάλι του περιβλήματος του στροβίλου, η ταχύτητα αυξάνεται και επηρεάζει τον ρότορα.
6. Η ταχύτητα περιστροφής του στροβίλου αυξάνεται σε περίπου 1500 σ.α.λ., με αποτέλεσμα ο ρότορας του συμπιεστή να περιστρέφεται (συνδέονται με έναν άξονα).
7. Ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Καθώς ο αέρας ψύχεται, η πυκνότητά του αυξάνεται. Επομένως, περισσότερο από αυτό παρέχεται στον κύλινδρο του κινητήρα. Μια μεγάλη ποσότητα αέρα προωθεί την πλήρη καύση του καυσίμου, η οποία αυξάνει την ισχύ ενός κινητήρα ντίζελ. Ταυτόχρονα, μειώνονται οι αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον.

Τύπος intercooler κινητήρα ντίζελ

Intercooler

Όταν ο αέρας συμπιέζεται, δεν αυξάνεται μόνο η πυκνότητά του, αλλά και η θερμοκρασία του. Από τη μία πλευρά, η ροή μεγάλης ποσότητας οξυγόνου στον κύλινδρο έχει θετική επίδραση στην καύση του καυσίμου. Αλλά από την άλλη πλευρά, η πρόσληψη θερμού αέρα συμβάλλει στην ταχεία καταστροφή της δομής.

Επομένως, χρειάζεται μια συσκευή που μειώνει τη θερμοκρασία του πεπιεσμένου αέρα. Αυτό είναι το intercooler. Η αρχή λειτουργίας του ενδιάμεσου ψύκτη είναι η ψύξη μιας θερμής ουσίας με μια ψυχρή μέσω ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ τους.

Είναι δυνατή η χρήση δύο τύπων intercooler:

• Αέρας-Αέρας. Το ψυγείο της συσκευής μεταφέρει τη θερμότητα του θερμαινόμενου αέρα στην ατμόσφαιρα. Ο σχεδιασμός είναι εξαιρετικά απλός, επομένως είναι ευρέως διαδεδομένος.
• Αέρας-νερό. Αρχικά, τα καυσαέρια εισέρχονται στον συμπιεστή και μετά περνούν από το ψυγείο του intercooler, το οποίο πλένεται με νερό. Οι συσκευές είναι εξαιρετικά αποδοτικές και συμπαγείς. Αλλά επιπλέον, απαιτείται ένα ψυγείο για την ψύξη του νερού, μια αντλία για την κυκλοφορία του και μια μονάδα ελέγχου.

Δεν έχει σημασία τι είδους συσκευή είναι το intercooler.

Το αποτέλεσμα της εργασίας είναι αμετάβλητο: η θερμοκρασία του αέρα που συμπιέζεται από τον συμπιεστή μειώνεται από το ψυγείο.

Το ίδιο το intercooler μπορεί να ονομαστεί ψυγείο ψύξης, αποτελούμενο από σωλήνες κατασκευασμένους από υλικά με υψηλό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας.

Στόμιο

Ο σχεδιασμός ενός κινητήρα ντίζελ προβλέπει την παρουσία ενός ή περισσότερων μπεκ. Αυτά τα εξαρτήματα έχουν σχεδιαστεί για δοσομέτρηση και ψεκασμό καυσίμου.

Διάγραμμα λειτουργίας μπεκ ψεκασμού κινητήρα ντίζελ

Με τη βοήθειά τους, ο θάλαμος καύσης σφραγίζεται. Τα σύγχρονα μπεκ λειτουργούν από έκκεντρο εκκεντροφόρος άξοναςμέσω του ωθητή. Το καύσιμο παρέχεται και αποστραγγίζεται μέσω καναλιών που βρίσκονται στην κυλινδροκεφαλή.

Η δοσολογία του παρέχεται από τη μονάδα ελέγχου, η οποία στέλνει σήματα βαλβίδες διακοπήςμε ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες. Οι εγχυτήρες λειτουργούν σε παλμική λειτουργία. Αυτό σημαίνει ότι πριν από την κύρια έγχυση καυσίμου, προμηθεύεται.

Ταυτόχρονα, η λειτουργία του κινητήρα ντίζελ γίνεται πιο ήπια και το επίπεδο των τοξικών εκπομπών στην ατμόσφαιρα μειώνεται.

Έτσι, ένας κινητήρας ντίζελ είναι ένα σύνολο διασυνδεδεμένων εξαρτημάτων.

Ο υπερσυμπιεστής παρέχει συμπιεσμένος αέραςψύχεται από έναν ενδιάμεσο ψύκτη στον θάλαμο καύσης. Το καύσιμο παρέχεται σε αυτό μέσω ενός μπεκ ψεκασμού. Εάν τουλάχιστον ένα από τα εξαρτήματα αποτύχει, η λειτουργία του κινητήρα είναι αδύνατη.

Χαιρετίσματα φίλοι! Η μονάδα ισχύος ντίζελ έχει κερδίσει από καιρό την αγάπη και τον σεβασμό μεταξύ των λάτρεις των αυτοκινήτων! Είναι πιο οικονομικό, πιο αξιόπιστο και η συνολική απόδοση είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από αυτή του αντίστοιχου βενζίνης. Ωστόσο, ο πιο σύνθετος σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ εμποδίζουν πολλούς εγχώριους οδηγούς να αποφασίσουν να αγοράσουν ένα αυτοκίνητο αυτού του τύπου. Δεν είναι περίεργο, σας κάνει να προσέχετε το κόστος συντήρησης του οχήματος, και δικαίως! Ωστόσο, για να διαλύσω τους φόβους των συναδέλφων μου, σήμερα θα προσπαθήσω να σας περιγράψω με κατανοητή μορφή όλα τα χαρακτηριστικά μιας τέτοιας μονάδας. Αλλά πρώτα πρώτα, ως συνήθως...

Λίγο φόντο

Ο πρώτος κινητήρας αυτού του τύπου δημιουργήθηκε από τον Γάλλο μηχανικό Rudolf Diesel, ο οποίος έζησε τον 19ο αιώνα. Όπως καταλαβαίνετε ο ίδιος, ο πλοίαρχος δεν σκέφτηκε πολύ για το όνομα της εφεύρεσής του και ακολούθησε τα βήματα των μεγάλων εφευρετών, αποκαλώντας το δικό του όνομα. Ο κινητήρας λειτουργούσε με κηροζίνη και χρησιμοποιήθηκε αποκλειστικά σε πλοία και σταθερές μηχανές. Γιατί; Όλα είναι πολύ απλά, το τεράστιο βάρος και ο αυξημένος θόρυβος του κινητήρα δεν επέτρεψαν την αύξηση της εμβέλειας των εφαρμογών του.

Και έτσι ήταν μέχρι το 1920, όταν τα πρώτα αντίγραφα του ήδη σημαντικά εκσυγχρονισμένου κινητήρα ντίζελ άρχισαν να χρησιμοποιούνται στο κοινό και εμπορευματικές μεταφορές. Είναι αλήθεια ότι μόνο 15 χρόνια αργότερα εμφανίστηκαν τα πρώτα μοντέλα επιβατικά αυτοκίνητα, που λειτουργεί με καύσιμο ντίζελ, αλλά η παρουσία των ίδιων μειονεκτημάτων δεν επέτρεψε τη χρήση της μονάδας ισχύος παντού. Μόνο στη δεκαετία του '70 οι πραγματικά συμπαγείς κινητήρες ντίζελ είδαν το φως της δημοσιότητας, πολλοί ειδικοί συνδέουν αυτό το γεγονός με ένα απότομο άλμα στις τιμές του πετρελαίου. Όπως και να έχει, η μονάδα ισχύος ντίζελ δεν λειτούργησε σε τίποτα κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της. Οι πειραματιστές έβαλαν σε αυτό ό,τι μπορούσαν: κραμβέλαιο, αργό πετρέλαιο, μαζούτ, κηροζίνη και τέλος καύσιμο ντίζελ. Σήμερα, όλοι βλέπουμε σε τι έχει οδηγήσει αυτό - στο βάθος ακριβή βενζίνη, το ντίζελ κατακτά όχι μόνο την Ευρώπη, αλλά όλο τον κόσμο!

Χαρακτηριστικά σχεδίου

Ο σχεδιασμός ενός κινητήρα ντίζελ, σε γενικές γραμμές, δεν έχει πολλές διαφορές σε σύγκριση με τον αντίστοιχο βενζινοκινητήρα. Είναι ακόμα το ίδιο εμβολοφόρος κινητήρας εσωτερικής καύσης, στο οποίο το καύσιμο δεν αναφλέγεται από σπινθήρα, αλλά από συμπίεση ή θέρμανση. Υπάρχουν πολλά κύρια στοιχεία στο σχεδιασμό του:

• Έμβολα;
• Κύλινδροι;
• Μπεκ ψεκασμού καυσίμου;
• Προθερμαντήρες?
• Βαλβίδα εισόδου και εξόδου.
• Τουρμπίνα;
• Intercooler.

Για σύγκριση: η απόδοση ενός βενζινοκινητήρα είναι κατά μέσο όρο περίπου 30%, στην περίπτωση του έκδοση dieselαυτό το ποσοστό αυξάνεται στο 40% και με υπερσυμπίεση έως και 50%!

Επιπλέον, τα πρότυπα λειτουργίας είναι επίσης πολύ παρόμοια μεταξύ τους. Μόνο οι διαδικασίες δημιουργίας διαφέρουν μίγμα αέρα-καυσίμουκαι την καύση του. Λοιπόν, μια άλλη παγκόσμια διαφορά είναι η αντοχή των εξαρτημάτων. Αυτή η στιγμή καθορίζεται από ένα σημαντικά υψηλότερο επίπεδο αναλογίας συμπίεσης, επειδή εάν στους "αναπτήρες" επιτρέπεται ένα μικρό κενό μεταξύ των εξαρτημάτων, τότε σε έναν κινητήρα ντίζελ όλα θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο σφιχτά.

Αρχή λειτουργίας

Ας καταλάβουμε επιτέλους πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ. Αν μιλάμε για την τετράχρονη έκδοση, τότε εδώ μπορείτε να παρατηρήσετε έναν θάλαμο καύσης ξεχωριστό από τον κύλινδρο, ο οποίος ωστόσο συνδέεται με αυτό με ένα ειδικό κανάλι. Αυτός ο τύποςΟι κινητήρες προωθήθηκαν στις μάζες πολύ νωρίτερα από τη δίχρονη τροποποίηση, λόγω του ότι ήταν πιο αθόρυβοι και είχαν αυξημένο εύρος στροφών. Εάν ακολουθήσετε τη λογική, γίνεται σαφές ότι εάν υπάρχουν 4 κύκλοι ρολογιού, τότε ο κύκλος εργασίας αποτελείται από 4 φάσεις, ας τις εξετάσουμε.

1. Εισαγωγή - όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται μεταξύ 0-180 μοίρες, ο αέρας εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εισαγωγής, η οποία ανοίγει 345-355 μοίρες. Ταυτόχρονα με τη βαλβίδα εισαγωγής, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται κατά 10-15 μοίρες.
2. Συμπίεση - προχωρώντας προς τα πάνω στους 180-360 μοίρες, το έμβολο συμπιέζει τον αέρα 16-25 φορές, με τη σειρά του, στην αρχή της διαδρομής στους 190-210 μοίρες, η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει.
3. Διαδρομή ισχύος - όταν μόλις αρχίσει η διαδρομή, το καύσιμο αναμιγνύεται με ζεστό αέρα και αναφλέγεται, φυσικά όλα αυτά συμβαίνουν πριν φτάσει το έμβολο νεκρό σημείο. Σε αυτή την περίπτωση απελευθερώνονται προϊόντα καύσης, τα οποία ασκούν πίεση στο έμβολο και αυτό κινείται προς τα κάτω. Λάβετε υπόψη ότι η πίεση του αερίου είναι σταθερή, επομένως η καύση του καυσίμου διαρκεί ακριβώς όσο το μπεκ ψεκασμού του κινητήρα ντίζελ παρέχει υγρό. Χάρη σε αυτό αναπτύσσεται μεγαλύτερη ροπή σε σύγκριση με μονάδες βενζίνης. Όλη αυτή η δράση πραγματοποιείται στους 360-540 μοίρες.
4. Εξάτμιση - όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται 540-720 μοίρες, το έμβολο κινείται προς τα πάνω και σπρώχνει προς τα έξω καυσαέριαμέσω μιας ανοιχτής βαλβίδας εξόδου.

Η αρχή λειτουργίας ενός δίχρονου κινητήρα ντίζελ χαρακτηρίζεται από ταχύτερες φάσεις, μια ενιαία διαδικασία ανταλλαγής αερίων και άμεσο ψεκασμό. Για όσους δεν γνωρίζουν, να σας υπενθυμίσω: σε τέτοια σχέδια, ο θάλαμος καύσης βρίσκεται απευθείας στο έμβολο και το καύσιμο εισέρχεται στον χώρο από πάνω του. Όταν το έμβολο κινείται προς τα κάτω, τα προϊόντα καύσης φεύγουν από τον κύλινδρο βαλβίδες εξαγωγής. Στη συνέχεια, ανοίγουν βαλβίδες εισαγωγήςκαι μπαίνει καθαρός αέρας. Όταν το έμβολο κινείται προς τα πάνω, όλες οι βαλβίδες είναι κλειστές και συμβαίνει συμπίεση αυτή τη στιγμή. Το καύσιμο εγχέεται με ψεκαστήρες και η ανάφλεξη ξεκινά πριν φτάσει το έμβολο κορυφαίοι νεκροίσημεία.

Προαιρετικός εξοπλισμός

Αν αφήσουμε τον ίδιο τον κινητήρα εσωτερικής καύσης στην άκρη, έρχεται στο γενικό σχέδιο ολόκληρη γραμμήπλήρως εκπαιδευμένους βοηθούς. Ας ρίξουμε μια ματιά στους κορυφαίους επαγγελματίες!

Σύστημα καυσίμων

Ο σχεδιασμός του συστήματος καυσίμου ενός κινητήρα ντίζελ είναι πολύ πιο περίπλοκος από ό,τι στο τροποποιήσεις βενζίνης. Αυτή η απόχρωση εξηγείται εύκολα και απλά - οι απαιτήσεις για την πίεση τροφοδοσίας καυσίμου, την ποσότητα και την ακρίβεια είναι πολύ υψηλές, καταλαβαίνετε γιατί. Η αντλία ψεκασμού καυσίμου ενός κινητήρα ντίζελ, το φίλτρο καυσίμου, τα μπεκ και οι ψεκαστήρες είναι όλα τα κύρια στοιχεία του συστήματος. Όχι μόνο ο εξοπλισμός, αλλά και ο σχεδιασμός του φίλτρου καυσίμου αξίζει ένα ξεχωριστό άρθρο. Ίσως θα τα εξετάσουμε σύντομα στο μικροσκόπιο.

Στροβιλοσυμπιεστή

Ένας στρόβιλος σε έναν κινητήρα ντίζελ αυξάνει σημαντικά την απόδοσή του λόγω του γεγονότος ότι το καύσιμο τροφοδοτείται υπό υψηλή πίεση και, κατά συνέπεια, καίγεται εντελώς. Ο σχεδιασμός αυτής της μονάδας δεν είναι, καταρχήν, τόσο περίπλοκος, αποτελείται μόνο από δύο περιβλήματα, ρουλεμάν και προστατευτικό πλέγμακατασκευασμένο από μέταλλο. Η αρχή λειτουργίας ενός στροβίλου κινητήρα ντίζελ είναι η εξής:

• Ο συμπιεστής, στον οποίο είναι συνδεδεμένο το ένα περίβλημα, αναρροφά αέρα στον στροβιλοσυμπιεστή.
• Στη συνέχεια, ο ρότορας ενεργοποιείται.
• Στη συνέχεια, ήρθε η ώρα να κρυώσει ο αέρας, το intercooler χειρίζεται αυτήν την εργασία.
• Έχοντας περάσει πολλά φίλτρα στην πορεία, ο αέρας εισέρχεται στον κινητήρα μέσω της πολλαπλής εισαγωγής, μετά την οποία η βαλβίδα κλείνει και το επακόλουθο άνοιγμά της συμβαίνει στο τελικό στάδιο της διαδρομής ισχύος.
• Ακριβώς τότε, τα καυσαέρια φεύγουν από τον κινητήρα μέσω της τουρμπίνας, τα οποία ασκούν επίσης μια συγκεκριμένη πίεση στον ρότορα.
• Αυτή τη στιγμή, η ταχύτητα περιστροφής του στροβίλου μπορεί να φτάσει τις 1500 στροφές ανά δευτερόλεπτο και ο ρότορας περιστρέφεται μέσω του άξονα.

Κύκλος λειτουργίας στροβίλου μονάδα ισχύοςεπαναλαμβάνεται ξανά και ξανά, και χάρη σε αυτή τη σταθερότητα αυξάνεται η ισχύς του κινητήρα!

Μπεκ και intercooler

Η αρχή λειτουργίας του intercooler, καθώς και των μπεκ ψεκασμού, και μάλιστα ο σκοπός τους, είναι φυσικά ριζικά διαφορετική. Η πρώτη, με εναλλαγή θερμότητας, μειώνει τη θερμοκρασία του αέρα, η οποία, όταν είναι ζεστή, επηρεάζει πολύ την αντοχή του κινητήρα. Ο εγχυτήρας είναι υπεύθυνος για τη δοσομέτρηση και τον ψεκασμό του καυσίμου.

Λειτουργεί σε παλμική λειτουργία λόγω ενός έκκεντρου που εκτείνεται από τον εκκεντροφόρο και τα ίδια τα ακροφύσια.

Θερμοκρασία λειτουργίας ντίζελ

Μην ανησυχείτε εάν λείπουν οι συνηθισμένες 90 μοίρες στον πίνακα οργάνων. Γεγονός είναι ότι θερμοκρασία εργασίαςΟ κινητήρας ντίζελ είναι αρκετά συγκεκριμένος και εξαρτάται από τη συγκεκριμένη μάρκα του αυτοκινήτου, τον ίδιο τον κινητήρα και τον θερμοστάτη. Έτσι, εάν για ένα Volkswagen η κανονική τιμή είναι στην περιοχή των 90-100 μοιρών, τότε μια συνηθισμένη Mercedes λειτουργεί στις 80-100, και ένα Opel γενικά στην περιοχή των 104-111 μοιρών. Φορτηγό εσωτερικούΤο KAMAZ, για παράδειγμα, λειτουργεί στους 95-98 βαθμούς.

Όποια και αν είναι η θερμοκρασία λειτουργίας της μονάδας ισχύος σας, ένα πράγμα είναι προφανές - οι κινητήρες ντίζελ είναι πιο επίκαιροι σήμερα από ποτέ. Δεν με πιστεύεις; Κοιτάξτε γύρω σας, σήμερα μπορείτε να βρείτε ακόμη και έναν κινητήρα ντίζελ σε ένα Niva, και θα σας το πω αυτό, δεν είναι μια μεμονωμένη περίπτωση. Από αυτό και μόνο μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ένας τέτοιος κινητήρας είναι πολύ καλύτερος από έναν βενζινοκινητήρα.

Ναι, είναι απίθανο να μπορεί να συγκριθεί με τους βενζινοκινητήρες όσον αφορά την ταχύτητα, αν και τα σύγχρονα μοντέλα με τουρμπίνες μπορούν σίγουρα να δημιουργήσουν ανταγωνισμό.

Αν δεν θέλετε να αλλάξετε το αυτοκίνητο, πόσο μάλλον τον κινητήρα, το προτείνω με τα ίδια μου τα χέριαπλένετε τον κινητήρα, γιατί δεν το κάνουμε τόσο συχνά όσο φαίνεται η διαδικασία που περιέγραψα. Σε γενικές γραμμές, εξέφρασα τη γνώμη μου, περιμένω τη δική σας στα σχόλια! Τα καλύτερα!