Η ιστορία του ντίζελ ξεκινά σχεδόν με την εφεύρεση του βενζινοκινητήρα. Ο Nikolaus August Otto εφηύρε και κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τον βενζινοκινητήρα το 1876, ο οποίος χρησιμοποιούσε την αρχή της τετράχρονης καύσης, επίσης γνωστή στη Δύση ως " Κύκλος Otto", και αυτή είναι η βασική προϋπόθεση για τους περισσότερους κινητήρες αυτοκινήτων σήμερα. Στα αρχικά του στάδια, ωστόσο, ο βενζινοκινητήρας ήταν εξαιρετικά αναποτελεσματικός στη λειτουργία του, έτσι η ατμομηχανή εξακολουθούσε να χρησιμοποιείται ευρέως για μεγάλο χρονικό διάστημα για τη μεταφορά ό,τι χρειαζόταν Το κύριο μειονέκτημα ήταν ότι χρησιμοποιούσαν αποτελεσματικά μόνο το 10 τοις εκατό του καυσίμου που παρέχεται σε αυτούς τους τύπους κινητήρων, ενώ η βενζίνη έβγαινε άχρηστη.
Κινητήρας ντίζελ Porsche Cayenne S 2013 έτος μοντέλου
Μόλις 2 χρόνια αργότερα - το 1878 - ο Rudolf Diesel, επισκεπτόμενος ένα πολυτεχνικό λύκειο στη Γερμανία (αντίστοιχο πανεπιστημίου μηχανικών στη Ρωσία), έμαθε για τη χαμηλή απόδοση των βενζινοκινητήρων και των ατμομηχανών. Αυτή η ανησυχητική πληροφορία τον ενέπνευσε να δημιουργήσει έναν κινητήρα που θα μπορούσε να λειτουργήσει με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και αφιέρωσε μεγάλο μέρος του χρόνου του στην ανάπτυξη τεχνολογίας που θα καθιστούσε δυνατή τη χρήση των φυσικών πόρων του πλανήτη μας πολύ πιο αποτελεσματικά. Και τελικά, μόλις το 1892, η Diesel έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτό που σήμερα ονομάζουμε κινητήρα ντίζελ.
Ο Ρούντολφ Ντίζελ και ο κινητήρας ντίζελ που εφηύρε
Αλλά αν οι κινητήρες ντίζελ είναι τόσο αποδοτικοί, γιατί δεν τους χρησιμοποιούμε πιο συχνά; Γιατί τελικά δεν τα χρησιμοποιούμε απλώς; Μπορεί να δείτε τις λέξεις "ντίζελ" και "ντίζελ" και να σκεφτείτε τεράστια φορτηγά που εκτοξεύουν μαύρο καπνό αιθάλης από τους μακριούς σωλήνες εξάτμισης καθώς λειτουργούν τους κινητήρες τους, κάνοντας ένα πολύ δυνατό θόρυβο. Αυτή η αρνητική εικόνα των φορτηγών ντίζελ έχει κάνει το ντίζελ λιγότερο ελκυστικό για τους καθημερινούς οδηγούς στη χώρα μας Ενώ το ντίζελ είναι εξαιρετικό για τη μεταφορά μεγάλων φορτίων σε μεγάλες αποστάσεις, σχεδόν ποτέ δεν ήταν η καλύτερη επιλογή για επιβατικά οχήματα. Ωστόσο, σήμερα η κατάσταση αρχίζει να αλλάζει και ακόμη και οι φορτισμένες εκδόσεις επιβατικών αυτοκινήτων και περιστασιακά ακόμη και σπορ είναι εξοπλισμένα με ντίζελ, καθώς οι σύγχρονες τεχνολογίες έχουν βελτιώσει σημαντικά τον κινητήρα ντίζελ, καθιστώντας τον πολύ καθαρότερο (πιο φιλικό προς το περιβάλλον) και λιγότερο θορυβώδες.
Και αυτός είναι ένας κινητήρας ντίζελ ενός μεγάλου πλοίου με ισχύ περίπου 10.000 ίππων
Για να εξηγήσουμε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ, θα βασιστούμε σε όσα ήδη γνωρίζετε για το πώς λειτουργεί ένας τετράχρονος βενζινοκινητήρας. Επομένως, αν δεν το έχετε κάνει ήδη, μάλλον θα είναι καλύτερα να διαβάσετε πρώτα για να πάρετε κάποιες γνώσεις και βασικά στοιχεία σχετικά με τα βασικά του κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Ντίζελ εναντίον βενζίνης
Θεωρητικά, οι κινητήρες ντίζελ και βενζίνης μοιάζουν πολύ. Και οι δύο είναι κινητήρες εσωτερικής καύσης που έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν τη χημική ενέργεια του καυσίμου σε μηχανική ενέργεια διαθέσιμη για περαιτέρω κίνηση του οχήματος. Αυτή η μηχανική ενέργεια λαμβάνεται από την άνω και κάτω κίνηση των εμβόλων μέσα στους κυλίνδρους. Τα έμβολα συνδέονται με τον στροφαλοφόρο άξονα μέσω ράβδων σύνδεσης και ο ίδιος ο στροφαλοφόρος έχει σχήμα ζιγκ-ζαγκ - αποδεικνύεται ότι η γραμμική κίνηση των εμβόλων δημιουργεί την περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα που είναι απαραίτητη για την περιστροφή των τροχών του αυτοκινήτου και τη ρύθμιση του (το αυτοκίνητο) σε κίνηση.
Με αυτόν τον τρόπο, τόσο οι κινητήρες ντίζελ όσο και οι βενζινοκινητήρες μετατρέπουν το καύσιμο σε μηχανική ενέργεια μέσω μιας σειράς μικρών εκρήξεων που σπρώχνουν προς τα έξω τα έμβολα, προκαλώντας την κίνηση τους. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα ντίζελ και ενός βενζινοκινητήρα είναι αυτό που προκαλεί αυτές τις εκρήξεις. Σε έναν βενζινοκινητήρα, το καύσιμο αναμιγνύεται με τον αέρα, συμπιέζεται από έμβολα και αναφλέγεται από έναν σπινθήρα που δημιουργείται από τα μπουζί. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, ωστόσο, ο αέρας συμπιέζεται πρώτα από το έμβολο και μόνο τότε γίνεται έγχυση του καυσίμου. Επειδή ο αέρας θερμαίνεται όταν συμπιέζεται, το καύσιμο αναφλέγεται.
Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ;
Το παρακάτω animation δείχνει πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ, σε δράση - επίσης 4 κύκλοι λειτουργίας. Μπορείτε να το συγκρίνετε με ένα animation ενός βενζινοκινητήρα και να δείτε τις διαφορές.
Ο κινητήρας ντίζελ χρησιμοποιεί έναν τετράχρονο κύκλο καύσης:
- Εγκεφαλικό πρόσληψης- όταν ανοίξει η βαλβίδα εισαγωγής, αφήνοντας αέρα να μπει. Αυτή τη στιγμή, το έμβολο κινείται προς τα κάτω, ρουφώντας αέρα.
- Εγκεφαλικό επεισόδιο συμπίεσης- το έμβολο κινείται προς τα πάνω και συμπιέζει τον αέρα, ο οποίος δεν έχει πού να πάει αφού η βαλβίδα εισαγωγής είναι κλειστή.
- Διαδρομή ανάφλεξης- όταν το έμβολο φτάσει στην κορυφή (ανώτατο νεκρό σημείο, TDC), το καύσιμο ψεκάζεται την κατάλληλη στιγμή και αναφλέγεται, πιέζοντας το έμβολο προς τα κάτω.
- Εγκεφαλικό επεισόδιο εξάτμισης- το έμβολο κινείται ξανά προς τα πάνω, ωθώντας τα καυσαέρια που δημιουργούνται από την καύση του μείγματος καυσίμου-αέρα έξω από τη βαλβίδα εξαγωγής.
Εδώ είναι και οι 4 κύκλοι ενός κινητήρα ντίζελ, αλλά ακόμα πιο απλοί:
Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι ένας κινητήρας ντίζελ, σε αντίθεση με έναν βενζινοκινητήρα, δεν έχει μπουζί και επίσης αφήνει αέρα στους κυλίνδρους πρώτα και στη συνέχεια καύσιμο ντίζελ (το μείγμα καυσίμου-αέρα εισέρχεται έτοιμο στους κυλίνδρους ενός βενζινοκινητήρα) . Είναι η θερμότητα του πεπιεσμένου αέρα που αναφλέγει το καύσιμο σε έναν κινητήρα ντίζελ.
Ένα ενδιαφέρον σημείο: κατά τη λειτουργία, το μείγμα καυσίμου-αέρα σε έναν κινητήρα ντίζελ συμπιέζεται πολύ πιο έντονα από ό,τι σε έναν βενζινοκινητήρα - εάν Ένας βενζινοκινητήρας συμπιέζει το καύσιμο και τον αέρα σε αναλογία 8:1 έως 12:1, ενώ ένας κινητήρας ντίζελ συμπιέζει τον αέρα σε αναλογία 14:1 έως περισσότερο από 25:1.
Μπεκ (μπεκ) σε κινητήρα ντίζελ
Μια μεγάλη διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα ντίζελ και ενός βενζινοκινητήρα είναι η διαδικασία έγχυσης καυσίμου. Οι περισσότεροι κινητήρες αυτοκινήτων χρησιμοποιούν μπεκ για αυτό (ή σε σπάνιες περιπτώσεις σήμερα, καρμπυρατέρ). Το μπεκ ψεκάζει καύσιμο ακριβώς πριν από τη διαδρομή εισαγωγής (έξω από τον κύλινδρο). Το καρμπυρατέρ αναμιγνύει αέρα και καύσιμο πολύ πριν ο αέρας εισέλθει στον κύλινδρο. Σε έναν κινητήρα αυτοκινήτου, επομένως, όλο το καύσιμο φορτώνεται στον κύλινδρο κατά τη διάρκεια της διαδρομής εισαγωγής και στη συνέχεια συμπιέζεται από το έμβολο. Η συμπίεση του μίγματος καυσίμου-αέρα περιορίζει την αναλογία συμπίεσης του κινητήρα - εάν συμπιέζετε πολύ αέρα, το μείγμα καυσίμου-αέρα θα αναφλεγεί αυθόρμητα και θα καταστρέψει τον κινητήρα, καθώς η διαδρομή ανάφλεξης θα ξεκινήσει πριν το έμβολο φτάσει στο ανώτερο σημείο.
Χρήση κινητήρων ντίζελ άμεσο ψεκασμό καυσίμου- Το καύσιμο ντίζελ εγχέεται απευθείας στον κύλινδρο αφού εισέλθει αέρας σε αυτόν. Injector ή, πιο σωστά, μπεκ ψεκασμού καυσίμουσε έναν κινητήρα ντίζελ είναι το πιο περίπλοκο εξάρτημα και, πρέπει να σημειωθεί, το αντικείμενο ενός μεγάλου μεριδίου πειραμάτων - σε κάθε συγκεκριμένο κινητήρα ο εγχυτήρας μπορεί να βρίσκεται σε διάφορα διαφορετικά και μερικές φορές απροσδόκητα μέρη. Το μπεκ ψεκασμού πρέπει να μπορεί να αντέχει τη θερμοκρασία και την πίεση που δημιουργείται μέσα στον κύλινδρο και πρέπει επίσης να μπορεί να παρέχει καύσιμο με τη μορφή λεπτής ομίχλης. Η εισαγωγή αυτής της ομίχλης στον κύλινδρο για να κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε όλο τον κύλινδρο είναι μια μεγάλη πρόκληση, γι' αυτό πολλοί κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν ειδικές επαγωγικές βαλβίδες, προκαυστήρες ή άλλες συσκευές για να δημιουργήσουν στροβιλισμό αέρα στο θάλαμο καύσης ή να βελτιώσουν με άλλο τρόπο την ανάφλεξη διαδικασία και καύση.
Λειτουργία μπεκ ψεκασμού καυσίμου
Ορισμένοι κινητήρες ντίζελ εξακολουθούν να περιέχουν μπουζί. Όταν ένας κινητήρας ντίζελ είναι κρύος, η διαδικασία συμπίεσης μπορεί να μην ανεβάσει τον πεπιεσμένο αέρα σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία ώστε να αναφλεγεί το καύσιμο. Ειδικός Μπουζίσε ένα ντίζελ, είναι ουσιαστικά ένα καλώδιο ηλεκτρικού θερμαντήρα (σκεφτείτε τα ζεστά καλώδια που θα βλέπατε σε μια τοστιέρα) που θερμαίνει τον θάλαμο καύσης και ως εκ τούτου αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα όταν ο κινητήρας είναι κρύος, ώστε ο κινητήρας να μπορεί να ξεκινήσει.
Κάθε λειτουργία σε έναν σύγχρονο κινητήρα ντίζελ ελέγχεται από έναν υπολογιστή και μια προηγμένη σειρά αισθητήρων που μετρούν σχεδόν τα πάντα, από την ταχύτητα του στροφαλοφόρου μέχρι την ψύξη του κινητήρα έως τη θερμοκρασία λαδιού και ακόμη και τη θέση του κινητήρα σε σχέση με τον ορίζοντα. Οι προθερμαντήρες χρησιμοποιούνται σπάνια σήμερα σε πιο ισχυρούς κινητήρες. Αντ' αυτού χρησιμοποιούνται άλλες τεχνολογίες, οι πιο συνηθισμένες από τις οποίες είναι υψηλότερη συμπίεση αέρα (για περισσότερη θερμότητα) και αργότερα έγχυση καυσίμου.
Ωστόσο, σε ορισμένους κινητήρες ντίζελ δεν είναι δυνατό να λυθεί το πρόβλημα της εκκίνησης σε κρύο καιρό χρησιμοποιώντας την παραπάνω μέθοδο. Επιπλέον, υπάρχουν κινητήρες που δεν διαθέτουν τόσο προηγμένη τεχνολογία ελέγχου υπολογιστή. Επομένως, η χρήση προθερμαντήρων για τις δύο παραπάνω περιπτώσεις λύνει το πρόβλημα της κρύας εκκίνησης.
Καύσιμο πετρελαίου
Όλα τα καύσιμα πετρελαίου προέρχονται από αργό πετρέλαιο, το οποίο εξάγεται φυσικά από τη γη. Στη συνέχεια, το αργό πετρέλαιο υποβάλλεται σε επεξεργασία σε διυλιστήρια και μπορεί να διαχωριστεί σε πολλά διαφορετικά καύσιμα, όπως βενζίνη, καύσιμο αεριωθουμένων, κηροζίνη και, φυσικά, καύσιμο ντίζελ.
Εάν έχετε προσπαθήσει ποτέ να συγκρίνετε καύσιμο ντίζελ και βενζίνη, τότε ξέρετε ότι είναι πολύ διαφορετικά. Ακόμη και η μυρωδιά τους είναι πολύ διαφορετική. Το καύσιμο ντίζελ είναι βαρύτερο και πιο λιπαρό. Εξατμίζεται πολύ πιο αργά από τη βενζίνη και το σημείο βρασμού του είναι στην πραγματικότητα υψηλότερο από το σημείο βρασμού του νερού. Πιθανότατα έχετε ακούσει συχνά ότι το καύσιμο ντίζελ ονομάζεται "καύσιμο ντίζελ" - αυτό συμβαίνει επειδή είναι τόσο λιπαρό (υπάρχει μια τέτοια ουσία - το πετρέλαιο ντίζελ, και συχνά συγκρίνεται με το καύσιμο ντίζελ).
Το καύσιμο ντίζελ εξατμίζεται πιο αργά επειδή είναι βαρύτερο. Περιέχει περισσότερα άτομα άνθρακα σε μακριές αλυσίδες από τη βενζίνη (η βενζίνη έχει συνήθως τον χημικό τύπο C9H20 (αλλά μπορεί να έχει διαφορετικό ανάλογα με τη μάρκα, τον αριθμό οκτανίων κ.λπ.), ενώ το καύσιμο ντίζελ χαρακτηρίζεται από τον τύπο C14H30). Απαιτείται λιγότερος χρόνος και λιγότερα βήματα επεξεργασίας για τη δημιουργία καυσίμου ντίζελ, και επομένως θα πρέπει να είναι φθηνότερο από τη βενζίνη. Τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, η ζήτηση για ντίζελ έχει αυξηθεί για πολλούς διαφορετικούς λόγους, συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης εκβιομηχάνισης και των κατασκευών στη χώρα μας, και ως εκ τούτου, σήμερα, το καύσιμο ντίζελ είναι πιο ακριβό από τη βενζίνη.
Το καύσιμο ντίζελ έχει υψηλότερο λεγόμενο ενεργειακή πυκνότηταπαρά βενζίνη. Κατά μέσο όρο, 1 γαλόνι (3,8 λίτρα) καυσίμου ντίζελ περιέχει περίπου 155x106 joules ενέργειας, ενώ 1 γαλόνι βενζίνης περιέχει 132x106 joules. Αυτό, σε συνδυασμό με την αυξημένη απόδοση των κινητήρων ντίζελ λόγω υψηλότερων αναλογιών συμπίεσης, εξηγεί γιατί οι κινητήρες ντίζελ καταναλώνουν πολύ λιγότερο καύσιμο από τους αντίστοιχους βενζινοκινητήρες.
Το καύσιμο ντίζελ χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία μεγάλης γκάμα οχημάτων και άλλου εξοπλισμού. Αυτό περιλαμβάνει κυρίως, φυσικά, τα φορτηγά ντίζελ που βλέπετε να ταξιδεύουν στον αυτοκινητόδρομο, αλλά το ντίζελ τροφοδοτεί επίσης σκάφη, σχολικά λεωφορεία, τρένα, γερανούς, αγροτικό εξοπλισμό και τρακτέρ, γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας και πολλά, πολλά άλλα οχήματα. Σκεφτείτε πόσο σημαντικό είναι το ντίζελ για την οικονομία - χωρίς την υψηλή απόδοση του ντίζελ, ο κατασκευαστικός κλάδος και οι γεωργικές επιχειρήσεις θα υποφέρουν από την απαιτούμενη επένδυση σε καύσιμα με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και απόδοση. Περίπου το 94 τοις εκατό του παγκόσμιου φορτίου —είτε αποστέλλεται με φορτηγό, τρένο ή πλοίο— τροφοδοτείται από καύσιμο ντίζελ για να φτάσει στον τελικό προορισμό του.
Βελτίωση κινητήρα ντίζελ και καυσίμου ντίζελ
Από περιβαλλοντικής άποψης, το ντίζελ έχει και θετικά και αρνητικά. Επιπλέον, το ντίζελ εκπέμπει πολύ μικρές ποσότητες μονοξειδίου του άνθρακα, υδρογονανθράκων και διοξειδίου του άνθρακα - οι εκπομπές που ευθύνονται περισσότερο για την υπερθέρμανση του πλανήτη. Το μειονέκτημα είναι ότι μεγάλες ποσότητες ενώσεων αζώτου και σωματιδίων (αιθάλη) απελευθερώνονται όταν καίγεται το καύσιμο ντίζελ, οδηγώντας σε όξινη βροχή, αιθαλομίχλη και κακή υγεία.
Κατά τη διάρκεια της μεγάλης πετρελαϊκής κρίσης στη δεκαετία του 1970, οι ευρωπαϊκές εταιρείες αυτοκινήτων άρχισαν να προωθούν κινητήρες ντίζελ για εμπορική χρήση ως εναλλακτική λύση στη βενζίνη. Ωστόσο, όσοι τα δοκίμασαν απογοητεύτηκαν - οι κινητήρες ήταν πολύ δυνατοί και όταν οι καταναλωτές ντίζελ επιθεωρούσαν τα αυτοκίνητά τους, τα έβρισκαν καλυμμένα με μαύρη αιθάλη - η ίδια αιθάλη που ευθύνεται για την αιθαλομίχλη στις μεγάλες πόλεις.
Ωστόσο, τα τελευταία 30 έως 40 χρόνια, έχουν γίνει τεράστιες βελτιώσεις στην απόδοση του κινητήρα ντίζελ και στην καθαρότητα του καυσίμου ντίζελ. Οι συσκευές άμεσου ψεκασμού ελέγχονται πλέον από προηγμένους υπολογιστές που ελέγχουν την καύση καυσίμου, βελτιώνοντας την απόδοση μείωσης των εκπομπών. Τα πολύ καλύτερα επεξεργασμένα καύσιμα ντίζελ, όπως το ντίζελ εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο (ULSD), μειώνουν τις επιβλαβείς εκπομπές. Και οι αναβαθμίσεις του κινητήρα για να γίνουν συμβατοί με καθαρά καύσιμα γίνονται μια απλή εργασία. Άλλες τεχνολογίες, όπως τα φίλτρα σωματιδίων και οι καταλυτικοί μετατροπείς, καίνε αιθάλη και μειώνουν τα σωματίδια, το μονοξείδιο του άνθρακα και τις εκπομπές υδρογονανθράκων έως και 90 τοις εκατό. Με τη συνεχή βελτίωση των προτύπων καθαρών καυσίμων, η Ευρωπαϊκή Ένωση θα ωθήσει επίσης την αυτοκινητοβιομηχανία να εργαστεί σκληρότερα για τη μείωση των εκπομπών.
Μπορεί επίσης να έχετε ακούσει τον όρο " βιοντίζελΕίναι το ίδιο με το καύσιμο ντίζελ; Το βιοντίζελ είναι μια εναλλακτική ή πρόσθετη ουσία στο καύσιμο ντίζελ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κινητήρες ντίζελ με ελάχιστη ή καθόλου τροποποίηση στους ίδιους τους κινητήρες. Ωστόσο, όπως υποδηλώνει το όνομα, το βιοντίζελ δεν είναι κατασκευασμένο από πετρέλαιο αλλά αντ' αυτού προέρχεται από φυτικά έλαια ή ζωικά λίπη που έχουν τροποποιηθεί χημικά Ενδιαφέρον γεγονός: ο ίδιος ο Ρούντολφ Ντίζελ αρχικά θεωρούσε το φυτικό λάδι ως καύσιμο για την εφεύρεσή του.
Το βιοντίζελ μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε σε συνδυασμό με συμβατικό καύσιμο ντίζελ είτε εντελώς μόνο του. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τα εναλλακτικά καύσιμα
Ο Γάλλος επιστήμονας S. Carnot δημιούργησε τα θεμέλια της θερμοδυναμικής το 1824. Σε αυτή την εργασία, μεταξύ πολλών άλλων, υποστήριξε ότι είναι δυνατό να λειτουργήσει μια θερμική μηχανή πιο οικονομικά φέρνοντας το ρευστό εργασίας στο σημείο ανάφλεξης του καυσίμου με συμπίεση. Μάλιστα διατύπωσε την αρχή με την οποία λειτουργούν οι κινητήρες ντίζελ. Το μόνο που έμενε ήταν να το πάρω και να φτιάξω έναν τέτοιο κινητήρα. Αλλά αυτό έπρεπε να περιμένει για αρκετές δεκαετίες ακόμα.
Το 1892, ο Γερμανός μηχανικός Rudolf Diesel έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον πρώτο κινητήρα (που φαίνεται στην εικόνα) που λειτουργούσε συμπιέζοντας τον αέρα στο σημείο ανάφλεξής του. Το 1987, ο πρώτος «κινητήρας ντίζελ» (όπως αποκαλούν οι Γερμανοί κινητήρα ανάφλεξης με συμπίεση) άρχισε να λειτουργεί και απέδειξε την αποτελεσματικότητά του.
Σε σύγκριση με το «otto-motor» (βενζινοκινητήρα με μπουζί), ο νέος κινητήρας ήταν πιο βαρύς και δεν ενέπνεε ιδιαίτερο ενθουσιασμό στην αρχή. Αλλά μόνο στην αρχή. Ο σχεδιασμός του πρώτου κινητήρα ντίζελ περιελάμβανε έναν αεροσυμπιεστή για έγχυση καυσίμου.
Ο ίδιος ο Diesel αρχικά σκόπευε να χρησιμοποιήσει μια πολύ εξωτική επιλογή: τη σκόνη άνθρακα. Ένα μείγμα σκόνης άνθρακα και αέρα, φυσικά, μπορεί να λειτουργήσει σε έναν κινητήρα, αλλά κατά κάποιο τρόπο δεν σκέφτηκαν πόσες ώρες θα χρειάζονταν τα λειαντικά σωματίδια για να καταβροχθίσουν τα δαχτυλίδια, τα έμβολα, τα καθίσματα και τις πλάκες βαλβίδων. Και η ίδια η σκόνη άνθρακα δεν είναι τόσο εύκολο να αποκτηθεί.
Λόγω του βαρύ συμπιεστή, ο κινητήρας ήταν αδύνατο να χρησιμοποιηθεί σε χερσαίες μεταφορές. Αλλά στη δουλειά του κατανάλωνε τόσο λίγα καύσιμα και το έργο του ήταν τόσο σταθερό που δεν ήταν πλέον δυνατό να το εγκαταλείψει. Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι θα μπορούσε να αναμένεται σημαντικά μεγαλύτερη ισχύς από τον κινητήρα εάν λυνόταν το πρόβλημα με την παροχή καυσίμου.
Οι μηχανικοί είχαν την ιδέα να αντικαταστήσουν τον συμπιεστή με μια αντλία εμβόλου. Η άντληση καυσίμου σε υγρή μορφή ήταν εξαιρετικά επικερδής, απαιτεί πολύ λιγότερη ενέργεια και η αντλία μπορεί να γίνει πολύ μικρή. Ωστόσο, η κατασκευή ενός ζεύγους εμβόλου δεν ήταν τόσο εύκολη. Το θέμα είναι η ιδιαίτερη ακρίβεια κατασκευής - η απόσταση μεταξύ των εξαρτημάτων είναι 2-3 μικρά.
Ωστόσο, οι κινητήρες ντίζελ βρήκαν δουλειά. Εγκαταστάθηκαν για πρώτη φορά σε γερμανικά υποβρύχια υπό τον Kaiser Wilhelm. (Ίσως η σκοτεινή ιστορία της εξαφάνισης του ίδιου του εφευρέτη, ο οποίος πνίγηκε στη Μάγχη στο δρόμο του προς την Αγγλία, συνδέεται με αυτό.)
Το 1920, ο Robert Bosch έλαβε τελικά μια ποιοτική αντλία εμβόλου. Έχουν μάθει να παρέχουν περισσότερο καύσιμο στους κυλίνδρους του κινητήρα. Τώρα η ταχύτητα του κινητήρα ντίζελ και η συγκεκριμένη ισχύς του καθίστανται επαρκείς για εγκατάσταση σε οχήματα. Μαζί με την αντλία, η Bosch αναπτύσσει επίσης ένα πολύ επιτυχημένο μπεκ ψεκασμού καυσίμου.
Καύση καυσίμου σε κινητήρα ντίζελ
Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ είναι να εξετάσετε την καύση του καυσίμου σε αυτόν. Οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν βαρύ καύσιμο. Αυτό σημαίνει ότι αυτός ο τύπος κινητήρα εσωτερικής καύσης μπορεί να λειτουργεί με κηροζίνη (γνωστό ως καύσιμο ντίζελ), πετρέλαιο θέρμανσης, αργό πετρέλαιο, ακόμη και μερικά φυτικά έλαια.
Όλα αυτά τα καύσιμα είναι υψηλότερα σε θερμίδες από τη βενζίνη. Έτσι, η θερμοκρασία λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ είναι αισθητά υψηλότερη από αυτή ενός βενζινοκινητήρα. Αλλά τα βαριά καύσιμα καίγονται χειρότερα από τη βενζίνη, είναι πιο αργά και είναι δύσκολο να αναφλεγούν. Για την ανάφλεξή τους απαιτείται υψηλός βαθμός συμπίεσης το μείγμα αέρα-καυσίμου πρέπει να θερμανθεί στους 700-800°C.
Το ιξώδες οποιουδήποτε καυσίμου ντίζελ, ακόμη και σε θερμαινόμενη κατάσταση, είναι υψηλότερο από τη βενζίνη και πρέπει να εξατμιστεί στον μικρότερο βαθμό, ειδικά σε κινητήρες ντίζελ υψηλής ταχύτητας. Ένας άλλος πειραματικός κινητήρας Diesel λειτουργεί με ψεκασμό καυσίμου υπό πίεση τουλάχιστον 50 bar (atm), και ένας πρακτικός κινητήρας απαιτεί 100-200 bar.
Ωστόσο, τα βαριά καύσιμα με πολλές θερμίδες έχουν τα πλεονεκτήματά τους σε σχέση με τη βενζίνη. Η πίεση σε έναν κύλινδρο ντίζελ είναι σχεδόν σταθερή σε όλη τη διαδρομή εκτόνωσης, επομένως η ροπή τους είναι πολύ σημαντική και σταθερή. Χάρη στη σταθερή πίεση, ο χρονισμός ανάφλεξης παραμένει επίσης σταθερός και δεν απαιτεί ρύθμιση. Ο πόρος ενός κινητήρα ντίζελ είναι μεγαλύτερος από αυτόν ενός βενζινοκινητήρα. Υπάρχουν τομείς όπου το ντίζελ είναι πρακτικά αναντικατάστατο, για παράδειγμα σε αγροτικό τρακτέρ.
Τύποι κινητήρων ντίζελ
Η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ είναι η ίδια για όλους: πρώτα συμπιέζεται μια νέα φόρτιση του ρευστού εργασίας (αέρας) και στη συνέχεια εγχέεται καύσιμο. Η υψηλή θερμοκρασία προκαλεί ανάφλεξη και καύση του μείγματος, αυξάνοντας την πίεση. Κάτω από τη δράση του, το έμβολο κινείται προς τα πίσω και στο κάτω σημείο ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής του κυλίνδρου, απελευθερώνοντας τα καυσαέρια. Αυτό είναι κυρίως διοξείδιο του άνθρακα, οι κινητήρες ντίζελ είναι περιβαλλοντικά πιο καθαροί από τους βενζινοκινητήρες.
Οι θάλαμοι καύσης ντίζελ μπορούν να κατασκευαστούν απευθείας στον πυθμένα του εμβόλου - μια ειδικά διαμορφωμένη εσοχή γίνεται εκεί - ή σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται προθάλαμοι (ή προθάλαμοι, όπως λένε στην πατρίδα του κινητήρα). Η πρώτη επιλογή είναι η πιο οικονομική, η δεύτερη θεωρήθηκε βέλτιστη τα προηγούμενα χρόνια. Τώρα που η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας θεωρείται καθοριστική σε πολλές περιπτώσεις, οι επιλογές προ-επιμελητηρίου εγκαταλείπονται ξανά.
Η διαδικασία εργασίας σε έναν κινητήρα ντίζελ μπορεί να προχωρήσει, όπως σε έναν βενζινοκινητήρα, σε δύο ή τέσσερις κινήσεις. Η συντριπτική πλειοψηφία των κινητήρων ντίζελ είναι τετράχρονοι. Οι δίχρονοι κινητήρες είναι πιο εύκολο να αντιστραφούν, επομένως είναι συνηθισμένοι σε θαλάσσια σκάφη όπου χρησιμοποιείται άκαμπτη σύνδεση με τον άξονα της προπέλας. Οι θάλαμοι καύσης στους δίχρονους κινητήρες ντίζελ δεν είναι διαχωρισμένοι λόγω προφανών προβλημάτων με τον καθαρισμό πριν από το θάλαμο.
Ο σχεδιασμός ενός κινητήρα ντίζελ εξαρτάται από την ισχύ και τον σκοπό του. Οι πιο ισχυροί κινητήρες που χρησιμοποιούνται στα πλοία και σε ορισμένα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν σταυρωτή - μια συσκευή για τη μείωση των πλευρικών δυνάμεων στο έμβολο. Όλοι οι ισχυροί κινητήρες ντίζελ έχουν πολύπλοκο πυθμένα επειδή εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες.
Το μέρος που βλέπει στον κύλινδρο είναι κατασκευασμένο από χάλυβα και το υπόλοιπο έμβολο (ποδαράκι) είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο. Επιπλέον, το έμβολο έχει αυλακώσεις για το σύστημα ψύξης λαδιού.
Οι τύποι κινητήρων ντίζελ διαφέρουν επίσης ως προς τη διάταξη των κυλίνδρων. Υπάρχουν συνηθισμένα, σε σχήμα V και ακόμη και ένα στο οποίο οι κύλινδροι περιστρέφονται 180 μοίρες. Αυτό εξαρτάται από τις συνθήκες που υπάρχουν όπου είναι εγκατεστημένος ο κινητήρας. Για παράδειγμα, ένα σύγχρονο φορτηγό ή λεωφορείο πιθανότατα θα χρησιμοποιεί έναν κινητήρα ντίζελ δύο σειρών εγκατεστημένο κάτω από το δάπεδο της καμπίνας του οδηγού. Ο τρόπος σχεδιασμού ενός κινητήρα ντίζελ θα εξαρτηθεί επίσης από την παρουσία υπερτροφοδότησης.
Στροβιλοσυμπίεση κινητήρων ντίζελ
Η ισχύς ενός κινητήρα ντίζελ, χωρίς αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου, μπορεί να αυξηθεί χρησιμοποιώντας έναν υπερσυμπιεστή. Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα άλλο καλό κομμάτι του διαγράμματος κύκλου Carnot. Η λειτουργία ενός κινητήρα ντίζελ με υπερσυμπιεστή έχει το πλεονέκτημα ότι χρησιμοποιώντας την ενέργεια των καυσαερίων μπορείτε να περιστρέψετε τον στρόβιλο και να εγκαταστήσετε έναν άλλο στρόβιλο - έναν συμπιεστή - στον ίδιο άξονα.
Αυτός ο συμπιεστής θα αναγκάσει τον αέρα να εισέλθει μέσω της πολλαπλής εισαγωγής, η φόρτιση αέρα στους κυλίνδρους θα αυξηθεί και έτσι η ισχύς του κινητήρα θα αυξηθεί αισθητά. (Η λειτουργία τέτοιων κινητήρων μπορεί εύκολα να αναγνωριστεί από το χαρακτηριστικό σφύριγμα όταν η τουρμπίνα περιστρέφεται προς τα πάνω.)
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ντίζελ
Τα πλεονεκτήματα ενός κινητήρα ντίζελ είναι η υψηλή και σταθερή ροπή σε συνδυασμό με την υψηλή φιλικότητα προς το περιβάλλον των καυσαερίων (αυτό ισχύει, ωστόσο, μόνο για τους σύγχρονους κινητήρες). Επίσης, η υψηλή τους απόδοση είναι ασυναγώνιστη, η υψηλότερη μεταξύ των κινητήρων εσωτερικής καύσης. Οι ντίζελ (MAN) είναι γνωστό ότι παράγουν πάνω από 50% (το οποίο θεωρήθηκε το «θεωρητικό» μέγιστο). Εκεί χρησιμοποιείται το μέγιστο όλων των σύγχρονων επιτευγμάτων. Η απόδοση φτάνει έως και 40% σε σύγκριση με τα βενζινοκίνητα.
Τα προβλήματα των κινητήρων ντίζελ, και χωρίς αυτούς δεν υπάρχει τεχνολογία, είναι δύσκολη εκκίνηση λόγω της υψηλής αναλογίας συμπίεσης (έως 25 στους σύγχρονους κινητήρες), τα αυτοκίνητα πρέπει να είναι εξοπλισμένα με ισχυρή μίζα και μπαταρία. Η υψηλή ακρίβεια κατασκευής εξαρτημάτων αντλιών υψηλής πίεσης και μπεκ καθιστά δύσκολη τη συντήρηση.
Οι κινητήρες ντίζελ είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στη μηχανική μόλυνση του καυσίμου, για τον καθαρισμό του οποίου είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ακόμη και φυγόκεντρος ως μέρος του εξοπλισμού καυσίμου. Με τον ίδιο όγκο σε λίτρα, ένας κινητήρας ντίζελ είναι κατώτερος σε ισχύ από έναν βενζινοκινητήρα με ίση ισχύ, ένας κινητήρας ντίζελ είναι βαρύτερος. Ένας κινητήρας ντίζελ απαιτεί κράματα υψηλότερης ποιότητας για την παραγωγή του και είναι αισθητά πιο ακριβός από έναν βενζινοκινητήρα.
Και όμως, συγκρίνοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα ενός κινητήρα ντίζελ, μπορείτε να κάνετε μια επιλογή υπέρ ενός κινητήρα ντίζελ. Αυτό διευκολύνεται ιδιαίτερα από την τεχνική πρόοδο στον τομέα των ηλεκτρονικών και των μονάδων ελέγχου κινητήρα. Το σύστημα "common rail" και τα ηλεκτρομαγνητικά μπεκ καθιστούν δυνατή τη μεγάλη απλοποίηση της αντλίας ψεκασμού καυσίμου και η μονάδα ελέγχου μεγιστοποιεί την οικονομία καυσίμου, καθώς λειτουργεί σε οποιεσδήποτε μεταβατικές λειτουργίες και καταφέρνει να παρακολουθεί τα πάντα.
Καλή μέρα. Νομίζω ότι πολλοί άνθρωποι θα ενδιαφέρονται για αυτό το θέμα. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα...Όλα είναι παρακάτω.
Το 1890, ο Ρούντολφ Ντίζελ ανέπτυξε τη θεωρία της «οικονομικής θερμικής μηχανής», η οποία, χάρη στην ισχυρή συμπίεση στους κυλίνδρους, βελτιώνει σημαντικά την απόδοσή της. Έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον κινητήρα του στις 23 Φεβρουαρίου 1893. Το πρώτο λειτουργικό πρωτότυπο κατασκευάστηκε από την Diesel στις αρχές του 1897 και δοκιμάστηκε με επιτυχία στις 28 Ιανουαρίου του ίδιου έτους.
Είναι ενδιαφέρον ότι στο βιβλίο του, Diesel, αντί για το καύσιμο ντίζελ που έχουμε συνηθίσει, περιέγραψε τη σκόνη άνθρακα ως ιδανικό καύσιμο. Πειράματα έχουν δείξει την αδυναμία χρήσης σκόνης άνθρακα ως καύσιμο, κυρίως λόγω των υψηλών λειαντικών ιδιοτήτων της.
Αλλά ο Ackroyd Stewart εξέτασε επίσης τη θεωρία του κινητήρα ντίζελ. Δεν έλαβε υπόψη τα οφέλη απόδοσης μιας υψηλής σχέσης συμπίεσης, απλώς πειραματίστηκε με τις δυνατότητες εξάλειψης των μπουζί από τον κινητήρα, δηλαδή δεν έδωσε σημασία στο μεγαλύτερο πλεονέκτημα - την απόδοση καυσίμου. Αυτός ίσως είναι και ο λόγος που χρησιμοποιείται πλέον ο όρος «Diesel engine», «diesel engine» ή απλά «diesel», αφού η θεωρία του Rudolf Diesel έγινε η βάση για τη δημιουργία σύγχρονων κινητήρων ανάφλεξης με συμπίεση. Στη συνέχεια, για περίπου 20-30 χρόνια, τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιήθηκαν ευρέως σε σταθερούς μηχανισμούς και σταθμούς παραγωγής ενέργειας θαλάσσιων σκαφών, αλλά τα συστήματα έγχυσης καυσίμου που υπήρχαν εκείνη την εποχή δεν επέτρεπαν τη χρήση κινητήρων ντίζελ σε μονάδες υψηλής ταχύτητας. Η χαμηλή ταχύτητα περιστροφής και το σημαντικό βάρος του αεροσυμπιεστή που απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος έγχυσης καυσίμου κατέστησαν αδύνατη τη χρήση των πρώτων κινητήρων ντίζελ στα οχήματα.
Στη δεκαετία του 20 του 20ου αιώνα, ο Γερμανός μηχανικός Robert Bosch βελτίωσε την ενσωματωμένη αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης, μια συσκευή που χρησιμοποιείται ευρέως μέχρι σήμερα. Η χρήση ενός υδραυλικού συστήματος για άντληση και έγχυση καυσίμου εξάλειψε την ανάγκη για ξεχωριστό αεροσυμπιεστή και κατέστησε δυνατή την περαιτέρω αύξηση της ταχύτητας περιστροφής. Το ντίζελ υψηλής ταχύτητας, σε ζήτηση σε αυτή τη μορφή, έγινε όλο και πιο δημοφιλές ως μονάδα ισχύος για βοηθητικές και δημόσιες μεταφορές, ωστόσο, τα επιχειρήματα υπέρ των κινητήρων με ηλεκτρική ανάφλεξη (παραδοσιακή αρχή λειτουργίας, ελαφρότητα και χαμηλό κόστος παραγωγής) τους επέτρεψαν να Σε μεγάλη ζήτηση για εγκατάσταση σε επιβατικά και μικρά φορτηγά Στη δεκαετία του '50 και του '60, το ντίζελ εγκαταστάθηκε σε μεγάλες ποσότητες σε φορτηγά και φορτηγά, και στη δεκαετία του '70, μετά από μια απότομη αύξηση των τιμών των καυσίμων, οι παγκόσμιοι κατασκευαστές φθηνών μικρών επιβατικών αυτοκινήτων. έδωσε σοβαρή σημασία σε αυτό.
Αρχές εργασίας:
Τετράχρονος κύκλος.
Στο πρώτο μέτρο(διαδρομή εισαγωγής, το έμβολο κατεβαίνει) φρέσκος αέρας αναρροφάται στον κύλινδρο μέσω της ανοιχτής βαλβίδας εισαγωγής.
Στο δεύτερο μέτρο(διαδρομή συμπίεσης, το έμβολο ανεβαίνει) οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι κλειστές, ο αέρας συμπιέζεται σε όγκο περίπου 17 φορές (από 14:1 έως 24:1), δηλαδή ο όγκος γίνεται 17 φορές μικρότερος σε σύγκριση με τον συνολικό όγκο του κυλίνδρου, και ο αέρας γίνεται πολύ ζεστός.
Λίγο πριν την έναρξη τρίτο μέτρο(ισχύς, το έμβολο κατεβαίνει) το καύσιμο εγχέεται στον θάλαμο καύσης μέσω του ακροφυσίου του ακροφυσίου. Κατά τη διάρκεια της έγχυσης, το καύσιμο ψεκάζεται σε μικρά σωματίδια που αναμιγνύονται ομοιόμορφα με πεπιεσμένο αέρα για να δημιουργηθεί ένα μίγμα αυτοαναφλέξεως. Η ενέργεια απελευθερώνεται κατά την καύση όταν το έμβολο αρχίζει την κίνησή του κατά τη διαδρομή ισχύος.
Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει όταν τέταρτο μέτρο(διαδρομή εξάτμισης, το έμβολο ανεβαίνει) και τα καυσαέρια περνούν από τη βαλβίδα εξαγωγής.
Δίχρονος κύκλος.
Το έμβολο βρίσκεται στο κάτω νεκρό σημείο και ο κύλινδρος είναι γεμάτος με αέρα. Κατά την ανοδική διαδρομή του εμβόλου, ο αέρας συμπιέζεται. κοντά στο πάνω νεκρό σημείο, γίνεται έγχυση καυσίμου, το οποίο αναφλέγεται αυθόρμητα. Στη συνέχεια, εμφανίζεται η διαδρομή ισχύος - τα προϊόντα καύσης διαστέλλονται και μεταφέρουν ενέργεια στο έμβολο, το οποίο κινείται προς τα κάτω. Κοντά στο κάτω νεκρό σημείο, λαμβάνει χώρα καθαρισμός - τα προϊόντα καύσης αντικαθίστανται από καθαρό αέρα. Ο κύκλος τελειώνει.
Για τη διεξαγωγή του καθαρισμού, εγκαθίστανται παράθυρα καθαρισμού στο κάτω μέρος του κυλίνδρου. Όταν το έμβολο είναι κάτω, τα παράθυρα είναι ανοιχτά. Όταν το έμβολο ανεβαίνει, κλείνει τα παράθυρα.
Δεδομένου ότι οι διαδρομές ισχύος συμβαίνουν δύο φορές πιο συχνά σε έναν δίχρονο κύκλο, μπορείτε να περιμένετε διπλάσια αύξηση της ισχύος σε σύγκριση με έναν κύκλο τετράχρονου. Στην πράξη, αυτό δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί και ένας δίχρονος κινητήρας ντίζελ είναι το πολύ 1,6 - 1,7 φορές πιο ισχυρός από έναν τετράχρονο κινητήρα ντίζελ του ίδιου όγκου.
Επί του παρόντος, οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνται ευρέως μόνο σε μεγάλα θαλάσσια πλοία με άμεση (χωρίς ταχύτητα) κίνηση προπέλας. Εάν είναι αδύνατο να αυξηθεί η ταχύτητα περιστροφής, ο δίχρονος κύκλος αποδεικνύεται ευεργετικός. Τέτοιοι κινητήρες ντίζελ χαμηλής ταχύτητας έχουν ισχύ έως και 100.000 ίππους.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Ένας βενζινοκινητήρας είναι αρκετά αναποτελεσματικός και μπορεί μόνο να μετατρέψει περίπου το 20-30% της ενέργειας του καυσίμου σε χρήσιμο έργο. Ένας τυπικός κινητήρας ντίζελ, ωστόσο, έχει συνήθως απόδοση 30-40%, οι υπερτροφοδοτούμενοι και οι ενδοψυκτικοί ντίζελ πάνω από 50% (για παράδειγμα, το MAN S80ME-C7 ξοδεύει μόνο 155 g ανά kW, επιτυγχάνοντας απόδοση 54,4%). Λόγω της χρήσης ψεκασμού υψηλής πίεσης, ο κινητήρας ντίζελ δεν επιβάλλει απαιτήσεις σχετικά με την αστάθεια του καυσίμου, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση βαρέων λιπαντικών χαμηλής ποιότητας.
Ένας κινητήρας ντίζελ δεν μπορεί να αναπτύξει υψηλές ταχύτητες - το μείγμα δεν έχει χρόνο να καεί στους κυλίνδρους. Αυτό οδηγεί σε μείωση της ειδικής ισχύος του κινητήρα ανά 1 λίτρο όγκου και επομένως σε μείωση της ειδικής ισχύος ανά 1 kg βάρους κινητήρα.
Ο κινητήρας ντίζελ δεν έχει βαλβίδα γκαζιού, η ισχύς ελέγχεται με ρύθμιση της ποσότητας του καυσίμου που ψεκάζεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μη μείωση της πίεσης του κυλίνδρου στις χαμηλές στροφές. Επειδή το ντίζελ παράγει υψηλή ροπή σε χαμηλές στροφές, γεγονός που κάνει ένα αυτοκίνητο με κινητήρα ντίζελ πιο «ανταποκρίνεται» στην κίνηση από το ίδιο αυτοκίνητο με βενζινοκινητήρα. Για το λόγο αυτό, τα περισσότερα φορτηγά σήμερα είναι εξοπλισμένα με κινητήρες ντίζελ.
Τα προφανή μειονεκτήματα των κινητήρων ντίζελ είναι η ανάγκη χρήσης εκκινητή υψηλής ισχύος, η θολότητα και η στερεοποίηση του καλοκαιρινού καυσίμου ντίζελ σε χαμηλές θερμοκρασίες και η δυσκολία επισκευής του εξοπλισμού καυσίμου, καθώς οι αντλίες υψηλής πίεσης είναι συσκευές που κατασκευάζονται με υψηλή ακρίβεια. Οι κινητήρες ντίζελ είναι επίσης εξαιρετικά ευαίσθητοι στη μόλυνση των καυσίμων από μηχανικά σωματίδια και νερό. Μια τέτοια μόλυνση πολύ γρήγορα απενεργοποιεί τον εξοπλισμό καυσίμων. Η επισκευή κινητήρων ντίζελ είναι συνήθως πολύ πιο ακριβή από την επισκευή βενζινοκινητήρων της ίδιας κατηγορίας. Η ισχύς του λίτρου των κινητήρων ντίζελ είναι επίσης, κατά κανόνα, κατώτερη από αυτή των βενζινοκινητήρων, αν και οι κινητήρες ντίζελ έχουν πιο ομαλή ροπή στο εύρος λειτουργίας τους. Μέχρι πρόσφατα, οι περιβαλλοντικές επιδόσεις των κινητήρων ντίζελ ήταν σημαντικά κατώτερες από τους βενζινοκινητήρες. Σε κλασικούς κινητήρες ντίζελ με μηχανικά ελεγχόμενο ψεκασμό, είναι δυνατή η εγκατάσταση μόνο καταλυτών οξείδωσης καυσαερίων («καταλύτης» στην κοινή γλώσσα), που λειτουργούν σε θερμοκρασίες καυσαερίων πάνω από 300 °C, οι οποίοι οξειδώνουν μόνο CO και CH σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2). και το νερό, που είναι αβλαβή για τον άνθρωπο. Επίσης, προηγουμένως, αυτοί οι μετατροπείς απέτυχαν λόγω δηλητηρίασης από ενώσεις θείου (η ποσότητα των ενώσεων θείου στα καυσαέρια εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα θείου στο καύσιμο ντίζελ) και την εναπόθεση σωματιδίων αιθάλης στην επιφάνεια του καταλύτη. Η κατάσταση άρχισε να αλλάζει μόνο τα τελευταία χρόνια λόγω της εισαγωγής των κινητήρων ντίζελ του λεγόμενου συστήματος "Common-rail". Σε αυτόν τον τύπο κινητήρα ντίζελ, η έγχυση καυσίμου πραγματοποιείται με ηλεκτρικά ελεγχόμενα μπεκ. Ο ηλεκτρικός παλμός ελέγχου παρέχεται από μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου που λαμβάνει σήματα από ένα σύνολο αισθητήρων. Οι αισθητήρες παρακολουθούν διάφορες παραμέτρους του κινητήρα που επηρεάζουν τη διάρκεια και το χρονισμό του παλμού του καυσίμου. Άρα, όσον αφορά την πολυπλοκότητα, ένας σύγχρονος κινητήρας ντίζελ - και περιβαλλοντικά τόσο καθαρός όσο ένας βενζινοκινητήρας - δεν είναι σε καμία περίπτωση κατώτερος από τον αντίστοιχο βενζινοκινητήρα και σε ορισμένες παραμέτρους πολυπλοκότητας είναι σημαντικά ανώτερος από αυτόν. Έτσι, για παράδειγμα, εάν η πίεση καυσίμου στα μπεκ ενός συμβατικού κινητήρα ντίζελ με μηχανικό ψεκασμό κυμαίνεται από 100 έως 400 bar, τότε στα τελευταία συστήματα Common-rail κυμαίνεται από 1000 έως 2500 bar, πράγμα που συνεπάγεται σημαντικά προβλήματα. Επίσης, το καταλυτικό σύστημα των σύγχρονων κινητήρων ντίζελ μεταφοράς είναι πολύ πιο περίπλοκο από τους βενζινοκινητήρες, καθώς ο καταλύτης πρέπει να «μπορεί» να λειτουργεί σε συνθήκες ασταθούς σύνθεσης καυσαερίων και σε ορισμένες περιπτώσεις την εισαγωγή του λεγόμενου «φίλτρου σωματιδίων». " απαιτείται. Ένα "φίλτρο σωματιδίων" είναι μια δομή παρόμοια με έναν συμβατικό καταλυτικό μετατροπέα που εγκαθίσταται μεταξύ της πολλαπλής εξαγωγής ντίζελ και του καταλύτη στο ρεύμα καυσαερίων. Μια υψηλή θερμοκρασία αναπτύσσεται στο φίλτρο σωματιδίων, στο οποίο τα σωματίδια αιθάλης μπορούν να οξειδωθούν από το υπολειμματικό οξυγόνο που περιέχεται στα καυσαέρια. Ωστόσο, μέρος της αιθάλης δεν οξειδώνεται πάντα και παραμένει στο "φίλτρο σωματιδίων", επομένως το πρόγραμμα της μονάδας ελέγχου αλλάζει περιοδικά τον κινητήρα στη λειτουργία καθαρισμού "φίλτρο σωματιδίων" μέσω της λεγόμενης "μετά έγχυσης", δηλαδή έγχυση πρόσθετου καυσίμου στους κυλίνδρους στο τέλος της φάσης καύσης προκειμένου να αυξηθεί η θερμοκρασία των αερίων και, κατά συνέπεια, να καθαριστεί το φίλτρο καίγοντας τη συσσωρευμένη αιθάλη. Το de facto πρότυπο στο σχεδιασμό των κινητήρων ντίζελ μεταφοράς έχει γίνει η παρουσία ενός στροβιλοσυμπιεστή και τα τελευταία χρόνια, ενός λεγόμενου "intercooler" - δηλαδή, μιας συσκευής που ψύχει τον αέρα που συμπιέζεται από έναν υπερσυμπιεστή. Ο υπερσυμπιεστής κατέστησε δυνατή την αύξηση των ειδικών χαρακτηριστικών ισχύος των κινητήρων ντίζελ μαζικής παραγωγής, καθώς επιτρέπει περισσότερο αέρα να διέρχεται από τους κυλίνδρους κατά τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας.
Και τέλος, το πιο ενδιαφέρον. ΜΥΘΟΙ για τους κινητήρες ντίζελ.
Ο κινητήρας ντίζελ είναι πολύ αργός.
Οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ με σύστημα υπερσυμπίεσης είναι πολύ πιο αποδοτικοί από τους προκατόχους τους και μερικές φορές ακόμη και ανώτεροι από τους αντίστοιχους βενζινοκινητήρες με φυσική αναρρόφηση (μη υπερσυμπιεστή) με τον ίδιο κυβισμό κινητήρα. Αυτό αποδεικνύεται από το πρωτότυπο ντίζελ του Audi R10, που κέρδισε τον 24ωρο αγώνα στο Le Mans, και οι νέοι κινητήρες BMW, που δεν είναι κατώτεροι σε ισχύ από τους ατμοσφαιρικούς (μη υπερτροφοδοτούμενους) βενζινοκινητήρες και ταυτόχρονα έχουν τεράστια ροπή.
Ο κινητήρας ντίζελ είναι πολύ δυνατός.
Ένας σωστά ρυθμισμένος κινητήρας ντίζελ είναι ελαφρώς πιο «δυνατός» από έναν βενζινοκινητήρα, ο οποίος είναι αντιληπτός μόνο στο ρελαντί. Πρακτικά δεν υπάρχει διαφορά στους τρόπους λειτουργίας. Ένας δυνατός κινητήρας υποδηλώνει ακατάλληλη λειτουργία και πιθανές δυσλειτουργίες. Στην πραγματικότητα, οι παλιοί κινητήρες ντίζελ με μηχανικό ψεκασμό είναι στην πραγματικότητα αρκετά σκληροί. Μόνο με την εμφάνιση των συστημάτων καυσίμου συσσωρευτών υψηλής πίεσης ("Common-rail") ήταν δυνατό να μειωθεί σημαντικά ο θόρυβος στους κινητήρες ντίζελ, κυρίως με τη διαίρεση ενός παλμού έγχυσης σε πολλούς (συνήθως από 2 έως 5 παλμούς).
Ο κινητήρας ντίζελ είναι πολύ πιο οικονομικός.
Οι εποχές που το καύσιμο ντίζελ κόστιζε τρεις φορές λιγότερο από τη βενζίνη έχουν περάσει προ πολλού. Τώρα η διαφορά είναι μόνο περίπου 10-30% στην τιμή των καυσίμων. Παρά το γεγονός ότι η ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου ντίζελ (42,7 MJ/kg) είναι μικρότερη από αυτή της βενζίνης (44-47 MJ/kg), η κύρια απόδοση οφείλεται στην υψηλότερη απόδοση του κινητήρα ντίζελ. Κατά μέσο όρο, ένας σύγχρονος κινητήρας ντίζελ καταναλώνει έως και 30% λιγότερο καύσιμο. Η διάρκεια ζωής ενός κινητήρα ντίζελ είναι πράγματι πολύ μεγαλύτερη από έναν βενζινοκινητήρα και μπορεί να φτάσει τα 400-600 χιλιάδες χιλιόμετρα [η πηγή δεν καθορίζεται 211 ημέρες] Τα ανταλλακτικά για κινητήρες ντίζελ είναι επίσης κάπως ακριβότερα, όπως και το κόστος επισκευής. Παρά όλους τους παραπάνω λόγους, το κόστος λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ, εάν χρησιμοποιείται σωστά, δεν θα είναι πολύ μικρότερο από αυτό ενός βενζινοκινητήρα [δεν προσδιορίζεται πηγή 211 ημέρες].
Ο κινητήρας ντίζελ δυσκολεύεται να ξεκινήσει σε κρύο καιρό.
Με σωστή λειτουργία και προετοιμασία για το χειμώνα, δεν θα προκύψουν προβλήματα με τον κινητήρα. Για παράδειγμα, ο κινητήρας ντίζελ VW-Audi 1.9 TDI (77 kW/105 hp) είναι εξοπλισμένος με σύστημα γρήγορης εκκίνησης: οι προθερμαντήρες θερμαίνονται στους 1000 βαθμούς σε 2 δευτερόλεπτα. Το σύστημα σάς επιτρέπει να εκκινείτε τον κινητήρα σε οποιεσδήποτε κλιματολογικές συνθήκες χωρίς προθέρμανση.
Ένας κινητήρας ντίζελ δεν μπορεί να μετατραπεί ώστε να χρησιμοποιεί φθηνότερο αέριο ως καύσιμο.
Τα πρώτα παραδείγματα κινητήρων ντίζελ που λειτουργούσαν με φθηνότερο καύσιμο, φυσικό αέριο, εμφανίστηκαν το 2005 από ιταλικές εταιρείες συντονισμού που χρησιμοποιούσαν μεθάνιο ως καύσιμο. Επί του παρόντος, οι επιλογές για τη χρήση κινητήρων ντίζελ αερίου προπανίου έχουν αποδειχθεί με επιτυχία, καθώς και ριζικές λύσεις για τη μετατροπή ενός κινητήρα ντίζελ σε κινητήρα αερίου, ο οποίος έχει πλεονέκτημα έναντι ενός παρόμοιου κινητήρα που μετατράπηκε από κινητήρα βενζίνης λόγω αρχικά υψηλότερου συντελεστή συμπίεσης.
Τι μπορείτε να πείτε για τον κινητήρα ντίζελ;)
Ένα άρθρο για τα κύρια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του κινητήρα ντίζελ. Σημαντικά χαρακτηριστικά λειτουργίας. Στο τέλος του άρθρου υπάρχει ένα βίντεο για το ποιος κινητήρας είναι πιο ψυχρός, βενζίνης ή ντίζελ!
Το περιεχόμενο του άρθρου:
Όταν αγοράζετε ένα αυτοκίνητο με μεγάλη γκάμα προσφερόμενων κινητήρων, ο οδηγός αντιμετωπίζει πάντα μια δύσκολη ερώτηση, η οποία συνίσταται όχι μόνο στην επιλογή του βέλτιστου συνδυασμού ισχύος και κυβισμού, αλλά και του τύπου του κινητήρα στο σύνολό του. Η αντιπαράθεση μεταξύ κινητήρων ντίζελ και παραδοσιακών μονάδων βενζίνης συνεχίζεται εδώ και αρκετό καιρό. Δεδομένου ότι και τα δύο έχουν πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, ας τα εξετάσουμε λεπτομερέστερα.
Ποιες είναι οι αποχρώσεις ενός κινητήρα ντίζελ;
Μέχρι πρόσφατα, λόγω του γεγονότος ότι το καύσιμο ντίζελ ήταν σχεδόν το ήμισυ της τιμής της βενζίνης, οι ελλείψεις ενός τέτοιου κινητήρα παραβλέφθηκαν, επειδή το φθηνό καύσιμο συνδυάστηκε με τη χαμηλή του κατανάλωση και τις εξαιρετικές δυνατότητες πρόσφυσης του αυτοκινήτου.
Τα κύρια μειονεκτήματα ήταν ο αυξημένος θόρυβος, το ισχυρό φορτίο δόνησης και η χαμηλή δυναμική επιτάχυνσης.
Τώρα η κατάσταση έχει αλλάξει ριζικά και το καλό καύσιμο ντίζελ, παρά το γεγονός ότι στην πραγματικότητα είναι υποπροϊόν της διύλισης πετρελαίου, είναι πιο ακριβό από τη βενζίνη. Επιπλέον, ο ίδιος ο κινητήρας ντίζελ είναι σημαντικά πιο ακριβός και πιο δύσκολος στη λειτουργία και τη συντήρηση από έναν βενζινοκινητήρα.
Με αυτήν την ισορροπία παραγόντων, η επιλογή δεν περιορίζεται πλέον σε μια μετρημένη, οικονομική μετάδοση ή σε μια δυναμική, αλλά ελαφρώς πιο οικονομική. Το ίδιο το γεγονός της σκοπιμότητας αγοράς ενός αυτοκινήτου που λειτουργεί με πετρέλαιο ντίζελ είναι αμφίβολο, διότι παρά την τεράστια εργασία που αποσκοπούσε στην εξάλειψη των αδύνατων σημείων του, ορισμένες από τις ελλείψεις εξακολουθούν να μην μπορούν να εξαλειφθούν.
Δεν θα εξετάσουμε σε αυτό το άρθρο τα φορτηγά, για τα οποία ο πιο σημαντικός δείκτης είναι η πρόσφυση σε υψηλά φορτία, καθώς και η απόδοση, καθώς η πλειοψηφία των εμπορικών στόλων δεν προσφέρει καθόλου εκδόσεις βενζίνης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ένας κινητήρας ντίζελ μεγάλου όγκου υπό υψηλά φορτία είναι πολύ προτιμότερος από τον αντίστοιχο βενζινοκινητήρα ως προς την απόδοση. Άλλωστε, όταν μιλάμε για κατανάλωση καυσίμου δεκάδων λίτρων ανά εκατό χιλιόμετρα, ακόμη και οι μικρές οικονομίες φαίνονται εντυπωσιακές σε χρηματικούς όρους.
Επιπλέον, για τέτοια αυτοκίνητα, η οδήγηση με υψηλές ταχύτητες δεν είναι καθόλου απαραίτητη. Σε μέγιστο φορτίο, ένας βενζινοκινητήρας είναι επιρρεπής σε σημαντική αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου, ένας κινητήρας ντίζελ σε αυτήν την κατάσταση είναι πιο σταθερός.
Χαρακτηριστικά σχεδιασμού κινητήρα ντίζελ
Η χρήση βαρέων καυσίμων απαιτεί εντελώς διαφορετικές αρχές λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ, κάτι που αντικατοπτρίζεται στη σχεδίασή του. Από καιρό σε καιρό, εμφανίζονται ειδήσεις ότι το ένα ή το άλλο εργοστάσιο έχει κατακτήσει την παραγωγή κινητήρων ντίζελ με βάση την έκδοση βενζίνης, αυτό αναφέρεται κυρίως στην απαρχαιωμένη παραγωγή κινητήρων χαμηλής ισχύος που δεν φημίζονται για την αξιοπιστία τους. Όπως παραδέχονται οι ειδικοί, είναι επιθυμητό οι κινητήρες ντίζελ και βενζίνης να μην έχουν κοινά μέρη και να δημιουργούνται ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο.
Πρώτα απ 'όλα, ο κινητήρας ντίζελ είναι κατασκευασμένος από πολύ ισχυρότερα κράματα και τα μέρη του, όπως το μπλοκ κυλίνδρων, τα έμβολα, οι μπιέλες και ο στροφαλοφόρος άξονας έχουν σχεδιαστεί για πολύ μεγαλύτερα φορτία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο λόγος συμπίεσης ενός κινητήρα ντίζελ είναι 19-24 μονάδες, ενώ του βενζινοκινητήρα είναι μόνο 9-12. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της μάζας και των διαστάσεων της μονάδας.
Η βασική διαφορά έγκειται στα συστήματα ισχύος και ανάφλεξης. Σε έναν βενζινοκινητήρα, ο σχηματισμός μείγματος συμβαίνει στο σύστημα εισαγωγής, δηλαδή, ένα έτοιμο μείγμα καυσίμου και αέρα εισέρχεται στον κύλινδρο, το οποίο αναφλέγεται από το μπουζί. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, όλα είναι κάπως πιο περίπλοκα - πρώτα, ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο καύσης, ο οποίος θερμαίνεται στους 800 βαθμούς Κελσίου, μετά τον οποίο το καύσιμο εγχέεται σε αυτόν υπό τεράστια πίεση και το προκύπτον μείγμα αναφλέγεται από έναν προθερμαντήρα.
Κατά τη διαδικασία της καύσης δημιουργείται τεράστια πίεση, η οποία παρέχει τεράστια ροπή, αλλά ταυτόχρονα οδηγεί σε αυξημένο θόρυβο. Αυτή η αρχή λειτουργίας εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία του κινητήρα σε άπαχα μείγματα, γεγονός που δίνει καλούς δείκτες απόδοσης.
Κατά τη λειτουργία ενός κινητήρα ντίζελ, πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στην ποιότητα του καυσίμου, καθώς οι αντλίες καυσίμου υψηλής πίεσης που χρησιμοποιούνται είναι πολύ πιο ακριβές από μια απλή αντλία βενζίνης.
Αυτό το σύστημα ισχύος κινητήρα είναι πλέον το πιο διαδεδομένο, αλλά υπάρχουν και πιο εξωτικές επιλογές με μπεκ αντλίας, που συνδυάζουν τις λειτουργίες παροχής και ψεκασμού καυσίμου, το οποίο σας επιτρέπει να αντικαταστήσετε μόνο ένα στοιχείο εάν αποτύχει, αλλά κάνει τον κινητήρα ντίζελ ακόμα περισσότερο απαιτητική. Επιπλέον, τέτοιες μονάδες δεν επισκευάζονται.
Το υψηλό κόστος ενός τέτοιου κινητήρα οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι είναι συχνά εξοπλισμένος με μια σειρά από σημαντικά βοηθητικά συστήματα, όπως θέρμανση της δεξαμενής καυσίμου και επιστροφή, φίλτρα σωματιδίων και ενισχυμένα μαξιλαράκια απόσβεσης.
Επιπλέον, οι περισσότεροι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ είναι εξοπλισμένοι με υπερσυμπίεση, η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη δυναμική απόδοση και να επιταχύνει φτάνοντας τη μέγιστη ταχύτητα, ενώ η απόδοση βελτιώνεται επίσης ελαφρώς. Ο κύριος αρνητικός παράγοντας σε αυτή την περίπτωση είναι η τιμή τόσο του ίδιου του υπερσυμπιεστή όσο και της αντικατάστασής του. Αυτή η μονάδα έχει σχεδιαστεί για μικρότερη διάρκεια ζωής από τον κινητήρα, επιπλέον, είναι πολύ ευαίσθητη στην ποιότητα των υγρών λειτουργίας και των αναλωσίμων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η επισκευή του δεν παρέχεται ολόκληρος ο συμπιεστής.
Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, οι κινητήρες ντίζελ, όπως και οι βενζινοκινητήρες, μπορούν να υποβληθούν σε σημαντικές επισκευές, οι τεχνολογίες των οποίων είναι πολύ παρόμοιες. Το μόνο σημείο που πρέπει να λάβετε υπόψη εάν αγοράζετε ένα μεταχειρισμένο αυτοκίνητο ή σκοπεύετε να το χρησιμοποιήσετε για πολλά χρόνια είναι ο σχεδιασμός του μπλοκ κυλίνδρων.
Υπάρχουν κινητήρες ντίζελ στους οποίους το μπλοκ κυλίνδρων και η κεφαλή του συνδυάζονται σε ένα ενιαίο μη διαχωρίσιμο στοιχείο, γεγονός που οδηγεί στην ανάγκη αναζήτησης εξειδικευμένων συνεργείων που θα μπορούσαν να πραγματοποιήσουν την αυλάκωση ενός τέτοιου σχεδίου. Οι περισσότερες υπηρεσίες απλώς δεν διαθέτουν τέτοιο εξοπλισμό.
Πώς να χειρίζεστε σωστά τους κινητήρες ντίζελ
Όσον αφορά τον τελικό καταναλωτή, είναι σημαντικό για αυτόν να θυμάται τις κύριες αποχρώσεις του ντίζελ, όπως η χρήση διαφορετικών τύπων χειμώνα και καλοκαίρι. Γεγονός είναι ότι το καύσιμο ντίζελ πυκνώνει σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν και η προκύπτουσα μάζα που μοιάζει με γέλη μπορεί απλά να φράξει το σύστημα καυσίμου και ακόμη και να το καταστρέψει, οπότε πριν μπει ο κρύος καιρός, το καύσιμο ντίζελ με ειδικά πρόσθετα παραδίδεται στα πρατήρια καυσίμων.
Αυτό είναι σημαντικό να το θυμάστε για όσους χρησιμοποιούν σπάνια αυτοκίνητο, επειδή έχοντας ανεφοδιαστεί με καύσιμα τη ζεστή εποχή, δεν θα μπορείτε να φύγετε το χειμώνα. Για να γίνει αυτό, θα πρέπει να αγοράσετε πρόσθετα και να τα προσθέσετε μόνοι σας στη δεξαμενή. Η παλιά τεχνολογία της προσθήκης μικρής ποσότητας κηροζίνης στο καλοκαιρινό καύσιμο ντίζελ μπορεί να είναι επιζήμια για έναν σύγχρονο κινητήρα.
Η χειμερινή λειτουργία ενός κινητήρα ντίζελ συνδέεται επίσης με το γεγονός ότι η εξαιρετικά αργή προθέρμανση του δεν επιτρέπει στο τυπικό σύστημα θέρμανσης να θερμαίνει γρήγορα το εσωτερικό. Για αυτοκίνητα με μεγάλο εσωτερικό, καθώς και για SUV και station wagon, αυτό οδηγεί στην ανάγκη εγκατάστασης βοηθητικού θερμαντήρα.
Μην ξεχνάτε ότι πρέπει να παρακολουθείτε προσεκτικά τη στάθμη του καυσίμου, γιατί αν τελειώσει η βενζίνη, πρέπει απλώς να την προσθέσετε στο ρεζερβουάρ, αλλά στην περίπτωση ενός κινητήρα ντίζελ, ο αέρας μπαίνει στο σύστημα, κάτι που δεν θα σας επιτρέπει να εκκινήσετε τον κινητήρα χωρίς ειδική άντληση.
Σε αντίθεση με τα παλαιότερα μοντέλα, οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στην ποιότητα των καυσίμων και η απροσεξία σε αυτό το γεγονός μπορεί να οδηγήσει σε πολύ πιο ακριβές επισκευές από ό,τι στην περίπτωση των βενζινοκινητήρων.
Σε αυτό το πλαίσιο, το πιο ασήμαντο μειονέκτημα ενός κινητήρα ντίζελ είναι το σχετικά στενό εύρος λειτουργίας του, το οποίο στην πραγματικότητα έχει ως αποτέλεσμα την ανάγκη να αλλάζετε πιο συχνά σχέσεις. Φυσικά, στην περίπτωση ενός αυτόματου κιβωτίου το γεγονός αυτό γίνεται αόρατο, αλλά η ανάγκη για περισσότερες ταχύτητες είναι εμφανής.
Ένας σύγχρονος κινητήρας ντίζελ είναι κυριολεκτικά γεμάτος με διάφορα ηλεκτρονικά συστήματα, επομένως το σέρβις θα πρέπει να πραγματοποιείται μόνο σε εξουσιοδοτημένο κέντρο. Επιπλέον, για αυτούς τους κινητήρες, τα υγρά εργασίας πρέπει να αντικαθίστανται σχεδόν δύο φορές πιο συχνά.
Για πολλούς ιδιοκτήτες αυτοκινήτων, η ασφάλεια είναι ένας σημαντικός παράγοντας. Το καύσιμο ντίζελ είναι εξαιρετικά δύσκολο να αναφλεγεί και δεν είναι επιρρεπές σε αυθόρμητη καύση ή έκρηξη, επομένως εάν η δεξαμενή καυσίμου διαρρεύσει ως αποτέλεσμα σοβαρού ατυχήματος, ο κίνδυνος πυρκαγιάς είναι εξαιρετικά χαμηλός.
Καταπολέμηση των μειονεκτημάτων του κινητήρα ντίζελ
Όλα τα παραπάνω μειονεκτήματα των κινητήρων ντίζελ οφείλονται σε αντικειμενικούς λόγους και στα σχεδιαστικά τους χαρακτηριστικά, επομένως σε ορισμένες περιπτώσεις είναι σχεδόν αδύνατο να απαλλαγούμε από αυτά.
Για παράδειγμα, η αυξημένη δόνηση σχετίζεται με μια απότομη αύξηση της πίεσης στον θάλαμο καύσης στη μέση του κύκλου λειτουργίας, επομένως η καταπολέμηση αυτού του φαινομένου πραγματοποιείται προς δύο κατευθύνσεις - μειώνοντας τις συνέπειες, δηλαδή χρησιμοποιώντας βάσεις κινητήρα που απόσβεση των κραδασμών και ρύθμιση του τρόπου λειτουργίας. Όσο για το τελευταίο, οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ χαρακτηρίζονται από μειωμένο λόγο συμπίεσης, αυτό σταθεροποιεί κάπως τη διαδικασία, αλλά σταδιακά στερεί από το ντίζελ τα πλεονεκτήματά του - ροπή και απόδοση.
Η μείωση του λόγου συμπίεσης έχει επίσης θετική επίδραση στη μείωση του θορύβου, αλλά, όπως ήδη αναφέρθηκε, μια τέτοια λύση έχει πολλούς αρνητικούς παράγοντες. Η μόνη λογική λύση προς το παρόν είναι η χρήση αποτελεσματικής ηχομόνωσης.
Οι ακριβότερες λύσεις με τη μορφή στρεπτικών αποσβεστήρων κραδασμών καθιστούν επίσης δυνατή τη μείωση των μειονεκτημάτων αυτού του τύπου κινητήρα, αλλά, εκτός από την αύξηση του κόστους, οδηγούν σε ακόμη μεγαλύτερη πολυπλοκότητα της διαδικασίας συντήρησης.
Γίνονται σοβαρές εργασίες για τη βελτίωση του θαλάμου καύσης για να εξασφαλιστεί ο σχηματισμός μείγματος υψηλής ποιότητας δημιουργώντας στροβιλώδεις στροβιλισμούς σε αυτόν. Για να σταθεροποιηθεί η διαδικασία ανάφλεξης και να μειωθεί η έκρηξη, έχουν αναπτυχθεί κινητήρες με δύο ακροφύσια ανά κύλινδρο, κάτι που, ωστόσο, οδηγεί σε σημαντική αύξηση του κόστους του σχεδιασμού.
Επιπλέον, για να εξασφαλιστεί η πλήρης καύση του καυσίμου, χρησιμοποιείται ένα σύστημα ανακυκλοφορίας, το οποίο κατευθύνει μέρος της εξάτμισης πίσω στην πολλαπλή εισαγωγής, γεγονός που μειώνει τη θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης και μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη φθορά, καθώς είναι σχεδόν αδύνατο να καθαριστεί πλήρως το αέρια από σωματίδια αιθάλης.
Πλεονεκτήματα μιας μονάδας ντίζελ σε ένα αυτοκίνητο
Ας απαριθμήσουμε τα κύρια πλεονεκτήματα ενός κινητήρα ντίζελ:
- αποδοτικότητα;
- μεγαλύτερος πόρος?
- αναλογία ώσης προς βάρος και τεράστια ροπή σε χαμηλές στροφές.
Ο μόνος αρνητικός παράγοντας που έχει πλήρως εξαλειφθεί είναι η πιθανότητα αυτοκαταστροφής του ντίζελ. Αυτό το φαινόμενο ονομαζόταν «άγριο» και συνίστατο σε μια ανεξέλεγκτη αύξηση των στροφών του κινητήρα μέχρι να αποτύχει. Τα σύγχρονα συστήματα τροφοδοσίας και τα ηλεκτρονικά εξαλείφουν την πιθανότητα μιας τέτοιας κατάστασης.
Συμπέρασμα για τον κινητήρα ντίζελ
Έτσι, ένας κινητήρας ντίζελ είναι μια δικαιολογημένη λύση κατά την εντατική οδήγηση, τη μεταφορά μεγάλης ποσότητας φορτίου ή πλήρως φορτωμένο με επιβάτες, κατά τη ρυμούλκηση ρυμουλκούμενου ή την οδήγηση εκτός δρόμου.
Στην περίπτωση της ήρεμης οδήγησης σε καλούς δρόμους, η απόδοση αυτού του τύπου κινητήρα απλά δεν θα έχει χρόνο να αντισταθμίσει την τιμή του, καθώς και την πολυπλοκότητα και το κόστος συντήρησης. Αξίζει να θυμηθούμε ότι τα μειονεκτήματα ενός κινητήρα ντίζελ στο σύγχρονο τεχνικό επίπεδο έχουν ελαχιστοποιηθεί, αλλά δεν έχουν εξαλειφθεί.
Βίντεο σχετικά με το ποιος κινητήρας είναι πιο ψυχρός, βενζίνης ή ντίζελ:
Ο κινητήρας ντίζελ είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης που εφευρέθηκε από τον Rudolf Diesel το 1897. Ο σχεδιασμός του κινητήρα ντίζελ εκείνων των χρόνων κατέστησε δυνατή τη χρήση λαδιού, κραμβέλαιου και στερεών τύπων εύφλεκτων ουσιών ως καύσιμο. Για παράδειγμα, σκόνη άνθρακα.
Η αρχή λειτουργίας ενός σύγχρονου κινητήρα ντίζελ δεν έχει αλλάξει. Ωστόσο, οι κινητήρες έχουν γίνει πιο προηγμένοι τεχνολογικά και απαιτούν την ποιότητα των καυσίμων. Σήμερα, μόνο υψηλής ποιότητας καύσιμο ντίζελ χρησιμοποιείται σε κινητήρες ντίζελ.
Οι κινητήρες ντίζελ χαρακτηρίζονται από απόδοση καυσίμου και καλή πρόσφυση σε χαμηλές ταχύτητες στροφαλοφόρου άξονα, επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως σε φορτηγά, πλοία και τρένα.
Δεδομένου ότι το πρόβλημα των υψηλών ταχυτήτων επιλύθηκε (οι παλιοί κινητήρες ντίζελ χάλασαν γρήγορα όταν χρησιμοποιούνται συχνά σε υψηλές ταχύτητες), οι εν λόγω κινητήρες άρχισαν να εγκαθίστανται συχνά σε επιβατικά αυτοκίνητα. Τα ντίζελ που προορίζονται για οδήγηση υψηλής ταχύτητας έλαβαν σύστημα υπερσυμπίεσης.
Αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ
Η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ διαφέρει από τους βενζινοκινητήρες. Δεν υπάρχουν μπουζί και το καύσιμο παρέχεται στους κυλίνδρους χωριστά από τον αέρα.
Ο κύκλος λειτουργίας μιας τέτοιας μονάδας ισχύος μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
- ένα μέρος αέρα παρέχεται στον θάλαμο καύσης ντίζελ.
- το έμβολο ανεβαίνει, συμπιέζοντας τον αέρα.
- Από τη συμπίεση ο αέρας θερμαίνεται σε θερμοκρασία περίπου 800˚C.
- Το καύσιμο εγχέεται στον κύλινδρο.
- Το καύσιμο ντίζελ αναφλέγεται, γεγονός που οδηγεί στο χαμήλωμα του εμβόλου και στην εκτέλεση της διαδρομής εργασίας.
- τα προϊόντα καύσης αφαιρούνται με φύσημα στα παράθυρα της εξάτμισης.
Ο τρόπος λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ καθορίζει την απόδοσή του. Μια μονάδα εργασίας χρησιμοποιεί ένα άπαχο μείγμα, το οποίο εξοικονομεί την ποσότητα καυσίμου στη δεξαμενή.
Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας ντίζελ;
Η κύρια διαφορά μεταξύ του σχεδιασμού των κινητήρων ντίζελ και των βενζινοκινητήρων είναι η παρουσία αντλίας καυσίμου υψηλής πίεσης, μπεκ ψεκασμού ντίζελ και η απουσία μπουζί.
Η γενική δομή αυτών των δύο τύπων μονάδων ισχύος δεν διαφέρει. Και οι δύο έχουν στροφαλοφόρο άξονα, μπιέλες και έμβολα. Ταυτόχρονα, όλα τα στοιχεία ενός κινητήρα ντίζελ ενισχύονται, καθώς τα φορτία σε αυτά είναι μεγαλύτερα.
Σημείωση: ορισμένοι κινητήρες ντίζελ διαθέτουν προθερμαντήρες, οι οποίοι λανθασμένα θεωρούνται από τους λάτρεις των αυτοκινήτων ως ανάλογο των μπουζί. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι αλήθεια. Οι προθερμαντήρες χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση του αέρα στους κυλίνδρους σε κρύο καιρό.
Ταυτόχρονα, το ντίζελ ξεκινά πιο εύκολα. Τα μπουζί στους βενζινοκινητήρες χρησιμοποιούνται για την ανάφλεξη του μείγματος αέρα-καυσίμου κατά τη λειτουργία του κινητήρα. 
Το σύστημα έγχυσης στους κινητήρες ντίζελ γίνεται απευθείας, όταν το καύσιμο εισέρχεται απευθείας στον θάλαμο, ή έμμεσα, όταν εμφανίζεται η ανάφλεξη στον προθάλαμο (θάλαμος vortex, πρόσθιος θάλαμος). Πρόκειται για μια μικρή κοιλότητα πάνω από τον θάλαμο καύσης, με μία ή περισσότερες οπές από τις οποίες εισέρχεται αέρας. 
Αυτό το σύστημα προάγει τον καλύτερο σχηματισμό μείγματος και μια ομοιόμορφη αύξηση της πίεσης στους κυλίνδρους. Συχνά, στους θαλάμους στροβιλισμού χρησιμοποιούνται προθερμαντήρες για να διευκολύνουν τις κρύες εκκινήσεις. Όταν γυρίζετε το διακόπτη ανάφλεξης, ξεκινά αυτόματα η διαδικασία θέρμανσης των μπουζί.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός κινητήρα ντίζελ
Όπως κάθε άλλος τύπος μονάδας ισχύος, ένας κινητήρας ντίζελ έχει θετικά και αρνητικά χαρακτηριστικά. Τα «πλεονεκτήματα» ενός σύγχρονου κινητήρα ντίζελ περιλαμβάνουν:
- αποδοτικότητα;
- καλή πρόσφυση σε μεγάλο εύρος ταχύτητας.
- μεγαλύτερος πόρος από τον αντίστοιχο της βενζίνης·
- λιγότερο επιβλαβείς εκπομπές.
Το ντίζελ δεν είναι χωρίς τα μειονεκτήματά του:
- οι κινητήρες που δεν είναι εξοπλισμένοι με προθερμαντήρες δεν ξεκινούν καλά σε κρύο καιρό.
- Το ντίζελ είναι πιο ακριβό και πιο δύσκολο στη συντήρηση.
- υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα και έγκαιρη εξυπηρέτηση·
- υψηλές απαιτήσεις για την ποιότητα των αναλωσίμων ·
- μεγαλύτερο θόρυβο λειτουργίας από τους βενζινοκινητήρες.
Στροβιλοκινητήρας ντίζελ
Η αρχή της λειτουργίας ενός στροβίλου σε έναν κινητήρα ντίζελ πρακτικά δεν διαφέρει από αυτή των βενζινοκινητήρων. Η ιδέα είναι να αντληθεί επιπλέον αέρας στους κυλίνδρους, γεγονός που αυξάνει φυσικά την ποσότητα του εισερχόμενου καυσίμου. Εξαιτίας αυτού, υπάρχει μια σοβαρή αύξηση της ισχύος του κινητήρα. 
Ο σχεδιασμός του στροβίλου ενός κινητήρα ντίζελ επίσης δεν διαφέρει σημαντικά από τον αντίστοιχο βενζινοκινητήρα. Η συσκευή αποτελείται από δύο πτερωτές, άκαμπτα συνδεδεμένες μεταξύ τους, και ένα σώμα που μοιάζει με σαλιγκάρι. Το περίβλημα του υπερσυμπιεστή έχει 2 εισόδους και 2 εξόδους. Ένα μέρος του μηχανισμού είναι ενσωματωμένο στην πολλαπλή εξαγωγής, το δεύτερο στην πολλαπλή εισαγωγής.
Το σχέδιο λειτουργίας είναι απλό: τα αέρια που βγαίνουν από έναν κινητήρα που λειτουργεί περιστρέφουν την πρώτη πτερωτή, η οποία περιστρέφει τη δεύτερη. Η δεύτερη πτερωτή, τοποθετημένη στην πολλαπλή εισαγωγής, ωθεί τον ατμοσφαιρικό αέρα στους κυλίνδρους. Η αύξηση της παροχής αέρα οδηγεί σε αύξηση της παροχής καυσίμου και αύξηση της ισχύος. Αυτό επιτρέπει στον κινητήρα να ανεβάζει ταχύτερα ταχύτητα ακόμη και σε χαμηλές στροφές.
Turbojam
Κατά τη λειτουργία, ο στρόβιλος μπορεί να κάνει έως και 200 χιλιάδες στροφές ανά λεπτό. Είναι άμεσα αδύνατο να το περιστρέψετε μέχρι την απαιτούμενη ταχύτητα περιστροφής. Αυτό οδηγεί στην εμφάνιση του λεγόμενου. turbo υστερεί, όταν περάσει λίγος χρόνος από τη στιγμή που πατάτε το πεντάλ του γκαζιού μέχρι να αρχίσει η έντονη επιτάχυνση (1-2 δευτερόλεπτα).
Το πρόβλημα λύνεται με την τροποποίηση του μηχανισμού του στροβίλου και την εγκατάσταση πολλών πτερυγίων διαφορετικών μεγεθών. Σε αυτή την περίπτωση, οι μικρές πτερωτές περιστρέφονται αμέσως, μετά από τις οποίες προσπερνώνται από μεγάλα στοιχεία. Αυτή η προσέγγιση σάς επιτρέπει να εξαλείψετε σχεδόν πλήρως την καθυστέρηση turbo.
Οι τουρμπίνες μεταβλητής γεωμετρίας, VNT (Variable Nozzle Turbine), παράγονται επίσης για την επίλυση των ίδιων προβλημάτων. Επί του παρόντος, υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός τροποποιήσεων αυτού του τύπου στροβίλου. Η διόρθωση γεωμετρίας αντιμετωπίζει επίσης με επιτυχία την αντίθετη κατάσταση, όταν υπάρχουν πάρα πολλές στροφές και αέρας και είναι απαραίτητο να επιβραδυνθεί η ταχύτητα της πτερωτής.
Παρατηρήθηκε ότι εάν χρησιμοποιηθεί ψυχρός αέρας κατά τον σχηματισμό του μείγματος, η απόδοση του κινητήρα αυξάνεται στο 20%. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στην ανάπτυξη του intercooler, ενός πρόσθετου στοιχείου των στροβίλων που αυξάνει την απόδοση λειτουργίας.
Η τουρμπίνα ενός σύγχρονου αυτοκινήτου πρέπει να συντηρείται σωστά. Ο μηχανισμός είναι εξαιρετικά ευαίσθητος στην ποιότητα του λαδιού κινητήρα και στην υπερθέρμανση. Επομένως, συνιστάται η αλλαγή του λιπαντικού τουλάχιστον κάθε 5-7 χιλιάδες χιλιόμετρα.
Επιπλέον, αφού σταματήσετε το αυτοκίνητο, θα πρέπει να αφήσετε αναμμένο τον κινητήρα εσωτερικής καύσης για 1-2 λεπτά. Αυτό επιτρέπει στον στρόβιλο να κρυώσει (αν σταματήσει ξαφνικά η κυκλοφορία του λαδιού, υπερθερμαίνεται). Δυστυχώς, ακόμη και με σωστή λειτουργία, ο πόρος του συμπιεστή σπάνια υπερβαίνει τα 150 χιλιάδες χιλιόμετρα.
Σημείωση: η βέλτιστη λύση στο πρόβλημα της υπερθέρμανσης του στροβίλου στους κινητήρες ντίζελ είναι η εγκατάσταση ενός χρονοδιακόπτη στροβίλου. Η συσκευή αφήνει τον κινητήρα σε λειτουργία για τον απαιτούμενο χρόνο μετά το σβήσιμο της ανάφλεξης. Αφού λήξει η απαιτούμενη περίοδος, τα ίδια τα ηλεκτρονικά απενεργοποιούν τη μονάδα ισχύος.
Η δομή και η αρχή λειτουργίας του κινητήρα ντίζελ τον καθιστούν απαραίτητη μονάδα για βαρέα οχήματα που απαιτούν καλή πρόσφυση στο κάτω μέρος. Οι σύγχρονοι κινητήρες ντίζελ λειτουργούν εξίσου καλά και στα επιβατικά αυτοκίνητα, η κύρια απαίτηση για τα οποία είναι η απόκριση του γκαζιού και ο χρόνος επιτάχυνσης.
Η δύσκολη συντήρηση ενός κινητήρα ντίζελ αντισταθμίζεται από την αντοχή, την απόδοση και την αξιοπιστία σε όλες τις καταστάσεις.
