Descripción del diseño

Motor diesel Es un motor de pistón alternativo que tiene el mismo diseño básico y ciclo de trabajo que un motor de gasolina. La principal diferencia entre un motor diésel y un motor de gasolina es el combustible utilizado y la forma en que se enciende para asegurar la combustión.

Trabajo

En motores diesel para encendido. mezcla de aire y combustible La cámara de combustión utiliza el calor de compresión. Este encendido se realiza utilizando alta presión de compresión y combustible diesel, inyectado en la cámara de combustión bajo condiciones muy alta presión. La combinación de combustible diésel y alta presión de compresión garantiza el autoencendido, permitiendo que comience el ciclo de combustión.

Bloque cilíndrico

Diésel y motor de gasolina Son similares entre sí, pero existen algunas diferencias en su diseño. La mayoría de los motores diésel utilizan camisas de cilindro en lugar de cilindros fabricados como parte de un bloque. Al utilizar camisas de cilindro, se pueden realizar reparaciones para permitir que el motor se utilice durante mucho tiempo. En los motores diésel que no utilizan camisas de cilindro, las paredes de los cilindros son más gruesas que las de un motor de gasolina de cilindrada similar. Para aumentar la superficie de apoyo. cigüeñal Los motores diésel tienen barras principales más pesadas y gruesas.

Camisas de cilindros mojadas

Las camisas de cilindro húmedas utilizadas en los motores diésel son similares a las utilizadas en los motores de gasolina. Las dimensiones físicas de los revestimientos pueden variar para adaptarse a las condiciones de funcionamiento del motor diésel.

Cigüeñal

El cigüeñal utilizado en los motores diésel tiene un diseño similar al cigüeñal utilizado en los motores de gasolina, pero con dos diferencias:

Los cigüeñales de los motores diésel suelen estar forjados en lugar de fundidos. La forja lo hace cigüeñal más durable.
. Los muñones del cigüeñal de los motores diésel suelen ser de mayor tamaño que los muñones del cigüeñal de los motores de gasolina.
Los muñones agrandados permiten que el cigüeñal soporte mayores cargas.

bielas

Las bielas utilizadas en los motores diésel suelen estar hechas de acero forjado. Las bielas de los motores diésel se diferencian de las bielas de los motores de gasolina en que las tapas están desplazadas y tienen dientes pequeños en la superficie de contacto con la biela. El diseño de dientes finos desplazados ayuda a mantener la tapa en su lugar y reduce la tensión en los pernos de la biela.

Pistones y aros de pistón

Los pistones utilizados en los motores diésel de servicio ligero son similares a los pistones utilizados en los motores de gasolina. Los pistones diésel son más pesados ​​que los de los motores de gasolina porque pistones diesel Generalmente está hecho de acero forjado en lugar de aluminio, y el espesor interno del material es mayor.

Los anillos de compresión utilizados en los motores diésel suelen estar hechos de hierro fundido y, a menudo, están recubiertos con cromo y molibdeno para reducir la fricción.

Cabeza de cilindro

Externamente, la culata de un motor diésel se parece mucho a la culata de un motor de gasolina. Pero hay muchas diferencias internas en el diseño que hacen que los motores diésel sean diferentes y originales.

En un motor diésel, la propia culata debe ser mucho más resistente y pesada para soportar mayores cargas de calor y presión. El diseño de la cámara de combustión y los conductos de aire en los motores diésel puede ser más complejo que en un motor de gasolina.

Los motores diésel utilizan varios diseños de cámaras de combustión, pero dos diseños son los más comunes: la cámara de combustión indivisa y la cámara de turbulencia.

Diseño de cámara de combustión indivisa

El tipo más común de cámara de combustión para un motor diésel es la cámara no dividida, también conocida como cámara de combustión de inyección directa. En la versión no dividida, la forma del canal de entrada de aire garantiza la turbulencia (remolino) del aire entrante. El combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión.

Diseño de cámara de vórtice

El diseño de la cámara de turbulencia utiliza dos cámaras de combustión para cada cilindro. La cámara principal está conectada por un canal estrecho a una cámara de vórtice más pequeña. La cámara de turbulencia contiene un inyector de combustible. La cámara de vórtice está diseñada para asegurar el inicio del proceso de combustión. El aire de entrada se introduce en la cámara de vórtice a través de un canal estrecho. Luego se inyecta combustible en la cámara de vórtice y la mezcla resultante se enciende. Después de esto, la mezcla ardiente entra. cámara principal combustión, donde finaliza su combustión, provocando que el pistón descienda.

Válvulas y asientos de válvulas.

Las válvulas de los motores diésel están hechas de aleaciones especiales que pueden funcionar bien bajo altas temperaturas y presiones típicas de un motor diésel. Algunas válvulas están parcialmente llenas de sodio, lo que ayuda a disipar el calor. Gran porcentaje El calor se transfiere desde la cabeza de la válvula al asiento de la válvula. Para garantizar una transferencia de calor adecuada Atención especial debe tenerse en cuenta el ancho del asiento de la válvula.

Un asiento de válvula ancho tiene la ventaja de poder transferir más calor. Sin embargo, un asiento de válvula ancho también tiene un mayor potencial de acumulación de depósitos de carbón, lo que puede provocar fugas en la válvula. Un asiento de válvula estrecho proporciona un mejor sellado que un asiento de válvula ancho, pero no transfiere la misma cantidad de calor. En un motor diésel, se requiere un equilibrio entre asientos de válvula anchos y estrechos.

Los motores diésel suelen utilizar asientos de válvula a presión. Los insertos tienen la ventaja de ser reemplazables. Los asientos de las válvulas insertadas están hechos de aleaciones metálicas especiales que pueden soportar el calor y la presión de un motor diésel.

Sistema de suministro de combustible

Diseño convencional

En un sistema de suministro de combustible diesel convencional, el combustible se extrae de depósito de combustible, se filtra y se suministra a la bomba de alta presión. El combustible a alta presión se lleva a la presión requerida y se suministra al colector de combustible, que alimenta inyectores de combustible. El sistema de control de inyección en los momentos oportunos activa los inyectores, los cuales durante la compresión del pistón inyectan combustible para su posterior combustión.

Diseño de carril común

Los motores diésel Common Rail utilizan sistemas independientes de presión e inyección de combustible. La bomba de combustible de alta presión extrae combustible del tanque y lo entrega a través del regulador de presión al colector de combustible común. La bomba de alta presión consta de una bomba de transferencia. baja presión y cámaras de alta presión. La inyección de combustible está controlada por el módulo de control del tren motriz (PCM) y el módulo de control del inyector (IDM), que regula la sincronización. estado abierto inyectores dependiendo de las condiciones de funcionamiento del motor.

En un diseño con un colector de combustible común, el nivel de toxicidad de los gases de escape se reduce significativamente y se minimiza el ruido durante el funcionamiento. Todo esto es consecuencia de un mayor control del proceso de combustión. El ajuste de la presión del combustible y las fases de funcionamiento del inyector están controlados por YUM y RSM. El diseño del inyector también ha sido rediseñado para permitir la inyección de combustible previa y posterior a la inyección en varias etapas de las carreras de compresión y potencia.

La gestión mejorada del combustible permite una combustión más limpia y consistente y una presión adecuada en el cilindro. Esto tiene el efecto de reducir la toxicidad de los gases de escape y el ruido durante el funcionamiento.

Sistema de lubricación

El sistema de lubricación utilizado en los motores diésel es similar en principio a los sistemas de los motores de gasolina. La mayoría de los motores diésel tienen algún tipo de enfriador de aceite para ayudar a eliminar el calor del aceite. El aceite fluye bajo presión a través de los conductos del motor y regresa al cárter del motor.

El aceite lubricante utilizado en los motores diésel es diferente del aceite utilizado en los motores de gasolina. aceite especial Esto es necesario porque cuando un motor diésel está en funcionamiento, el aceite se contamina más que en un motor de gasolina. El alto contenido de carbono del combustible diésel hace que el aceite utilizado en los motores diésel cambie de color poco después de su uso. Solo se debe usar esto aceite de motor, que está diseñado específicamente para motores diésel.

Sistema de refrigeración

El sistema de refrigeración de un motor diésel suele tener un volumen de llenado mayor que el sistema de refrigeración de un motor de gasolina. La temperatura dentro de un motor diésel debe controlarse cuidadosamente porque se utiliza calor para autoencender el combustible.

Si la temperatura del motor es demasiado baja, pueden ocurrir los siguientes problemas:

Mayor desgaste
. Poca economía de combustible
. Acumulación de agua y lodos en el cárter del motor.
. Pérdida de potencia

Si la temperatura del motor es demasiado alta, pueden ocurrir los siguientes problemas:

Mayor desgaste
. rudos
. Detonación
. Quemado de pistones y válvulas.
. Problemas de lubricación
. Atasco de piezas móviles
. Pérdida de potencia

Sistema de inyección de combustible

El motor diésel funciona según el principio de autoignición. El aire entrante y el combustible se comprimen tanto en la cámara de combustión que las moléculas se calientan y se encienden sin ayuda de una chispa de encendido externa. La relación de compresión de un motor diésel es mucho mayor que la de un motor de gasolina. La relación de compresión en los motores diésel con admisión directa de aire es de aproximadamente 22:1. Motores turbodiésel tener una relación de compresión en el rango de 16,5-18,5:1. Se crea presión de compresión y la temperatura del aire aumenta de aproximadamente 500 °C a 800 °C (932 °F a 1472 °F).

Los motores diésel sólo pueden funcionar con un sistema de inyección de combustible. La formación de la mezcla ocurre sólo en la fase de inyección y combustión del combustible.

Al final de la carrera de compresión, el combustible se inyecta en la cámara de combustión, donde se mezcla con aire caliente y se enciende. La calidad de este proceso de combustión depende de la calidad de la formación de la mezcla. Porque El combustible se inyecta tan tarde que no tiene mucho tiempo para mezclarse con el aire. En un motor diésel, la relación aire-combustible se mantiene constantemente en un nivel superior a 17:1, asegurando así que se queme todo el combustible. Para más información detallada consulte la publicación "Operación del motor y sus sistemas".

Las características del motor diésel, como la eficiencia y el alto par, lo convierten en la opción preferida. Los motores diésel modernos se acercan a los motores de gasolina en términos de ruido, al tiempo que mantienen ventajas en eficiencia y fiabilidad.

Diseño y estructura

El diseño de un motor diesel no es diferente del de un motor de gasolina: los mismos cilindros, pistones y bielas. Es cierto que las piezas de la válvula están reforzadas para aceptar cargas altas- después de todo, la relación de compresión de un motor diésel es mucho mayor (19-24 unidades frente a 9-11 para motor de gasolina). Esto explica el gran peso y dimensiones. motor diesel en comparación con la gasolina.

La diferencia fundamental radica en los métodos para formar una mezcla de combustible y aire, su ignición y combustión. En un motor de gasolina, la mezcla se forma durante sistema de admisión, y se enciende en el cilindro mediante la chispa de una bujía. En un motor diesel El combustible y el aire se suministran por separado.. Primero, el aire ingresa a los cilindros. Al final de la carrera de compresión, cuando se calienta a una temperatura de 700-800 o C, se inyecta combustible diesel a alta presión en la cámara de combustión, que se enciende casi instantáneamente de forma espontánea.

La formación de mezclas en los motores diésel se produce en un período de tiempo muy corto. Para obtener una mezcla combustible capaz de arder rápida y completamente, es necesario que el combustible esté atomizado en las partículas más pequeñas posibles y que cada partícula tenga una cantidad de aire suficiente para una combustión completa. Para ello, se inyecta combustible en el cilindro mediante una boquilla a una presión varias veces superior a la presión del aire durante la carrera de compresión en la cámara de combustión.

Los motores diésel utilizan cámaras de combustión indivisas. Representan un único volumen limitado por el fondo. pistón 3 y superficies de la culata y paredes del cilindro. Para una mejor mezcla del combustible con el aire, la forma de la cámara de combustión no dividida se adapta a la forma de las antorchas de combustible. Receso 1, realizado en el fondo del pistón, contribuye a la creación de un movimiento de aire en vórtice.

El combustible finamente atomizado se inyecta desde inyectores 2 a través de varios orificios dirigidos a ciertos lugares huecos. Para que el combustible se queme completamente y el diésel tenga mejores capacidades y indicadores económicos, se debe inyectar combustible en el cilindro antes de que el pistón alcance el PMS.

El autoencendido va acompañado de un fuerte aumento de la presión, de ahí el aumento del ruido y la dureza del funcionamiento. Esta organización del proceso de trabajo permite trabajar con mezclas muy pobres, lo que determina una alta eficiencia. Las características medioambientales también son mejores: emisiones al funcionar con mezclas pobres. sustancias nocivas menos que los motores de gasolina.

Las desventajas incluyen aumento de ruido y vibración, menos poder, dificultades con el arranque en frío, problemas con el combustible diésel de invierno. Ud. diesel modernos Estos problemas no son tan obvios.

El combustible diésel debe cumplir ciertos requisitos. Los principales indicadores de la calidad del combustible son la pureza, la baja viscosidad, baja temperatura autoignición, alta número de cetano(no inferior a 40). Cuanto mayor sea el número de cetano, más corto será el período de retardo de autoignición después de que se inyecta en el cilindro y el motor funciona más suavemente (sin detonaciones).

Tipos de motores diesel

Existen varios tipos de motores diésel, cuya diferencia radica en el diseño de la cámara de combustión. En motores diésel con cámara de combustión indivisa.- Yo los llamo diesel con inyección directa- Se inyecta combustible en el espacio situado encima del pistón y se forma la cámara de combustión en el pistón. La inyección directa se utiliza en motores de baja velocidad y gran cilindrada. Esto se debe a dificultades en el proceso de combustión, así como a un mayor ruido y vibraciones.

Gracias a la introducción de bombas de combustible de alta presión (HPFP) con controlado electrónicamente, inyección de combustible en dos etapas y optimización del proceso de combustión, fue posible lograr un funcionamiento estable de un motor diésel con cámara de combustión indivisa a velocidades de hasta 4500 rpm, mejorar la eficiencia y reducir el ruido y las vibraciones.

El más común es otro tipo de diésel. con cámara de combustión separada. La inyección de combustible no se realiza en el cilindro, sino en una cámara adicional. Por lo general, se utiliza una cámara de vórtice, hecha en la culata del cilindro y conectada al cilindro mediante un canal especial, de modo que cuando se comprime, el aire que ingresa a la cámara de vórtice se arremolina intensamente, lo que mejora el proceso de autoignición y formación de la mezcla. La autoignición comienza en la cámara de vórtice y luego continúa en la cámara de combustión principal.

Con una cámara de combustión separada, se reduce la tasa de aumento de presión en el cilindro, lo que ayuda a reducir el ruido y aumentar velocidad máxima. Estos motores constituyen la mayoría de los instalados en los automóviles modernos.

Diseño del sistema de combustible.

El sistema más importante es el sistema de suministro de combustible. Su función es suministrar una cantidad estrictamente definida de combustible en un momento dado y con una presión determinada. La alta presión del combustible y los requisitos de precisión hacen que el sistema de combustible sea complejo y costoso.

Los elementos principales son: bomba de combustible de alta presión (HPF), inyectores y filtro de combustible.

bomba de inyeccion

La bomba de inyección está diseñada para suministrar combustible a los inyectores según un programa estrictamente definido, dependiendo del modo de funcionamiento del motor y de las acciones del conductor. En esencia, una bomba de inyección moderna combina las funciones de un sistema complejo. Control automático motor y principal solenoide, cumpliendo las órdenes del conductor.

Al presionar el pedal del acelerador, el conductor no aumenta directamente el suministro de combustible, sino que solo cambia el programa de funcionamiento de los reguladores, que a su vez cambian el suministro de acuerdo con dependencias estrictamente definidas de la velocidad, la presión de sobrealimentación y la posición de la palanca del regulador. etc.

En autos modernos Se utilizan bombas de inyección de combustible de tipo distribución. Las bombas de este tipo se utilizan ampliamente. Son compactos, se caracterizan por una alta uniformidad en el suministro de combustible a los cilindros y un excelente rendimiento. alta velocidad gracias a la velocidad de los reguladores. Al mismo tiempo, imponen altas exigencias a la pureza y calidad del combustible diesel: después de todo, todas sus piezas están lubricadas con combustible y las holguras en los elementos de precisión son pequeñas.

Inyectores.

Otro elemento importante Sistema de combustible es la boquilla. Junto con la bomba de inyección, garantiza el suministro de una cantidad de combustible estrictamente dosificada a la cámara de combustión. El ajuste de la presión de apertura del inyector determina presión operacional en el sistema de combustible, y el tipo de atomizador determina la forma del rocío de combustible, que tiene importante para el proceso de autoignición y combustión. Se suelen utilizar dos tipos de boquillas: con distribuidor tipo o multiorificio.

El inyector del motor funciona en condiciones duras: La aguja de la boquilla oscila a la mitad de la velocidad del motor y la boquilla está en contacto directo con la cámara de combustión. Por lo tanto, la boquilla está hecha de materiales resistentes al calor con extrema precisión y es un elemento de precisión.

Filtros de combustible.

El filtro de combustible, a pesar de su sencillez, es el elemento más importante motor diesel. Sus parámetros, como la finura de filtración, rendimiento, debe corresponder estrictamente a un tipo de motor específico. Una de sus funciones es separar y eliminar el agua., para lo cual se suele utilizar el inferior tapón de drenaje. A menudo se instala una bomba de cebado manual en la parte superior de la carcasa del filtro para eliminar el aire del sistema de combustible.

A veces se instala un sistema de calefacción eléctrica. filtro de combustible, lo que facilita algo el arranque del motor y evita que el filtro se obstruya con las parafinas que se forman durante la cristalización del gasóleo en condiciones invernales.

¿Cómo se produce el lanzamiento?

El sistema garantiza el arranque en frío del motor diésel. precalentamiento. Para ello, en las cámaras de combustión se insertan elementos calefactores eléctricos (bujías incandescentes). Cuando se activa el encendido, las bujías se calientan a 800-900 o C en unos segundos, calentando así el aire en la cámara de combustión y facilitando el autoencendido del combustible. Una lámpara de control indica al conductor en la cabina el funcionamiento del sistema.

Extinción lámpara de advertencia indica que está listo para el lanzamiento. La alimentación de la bujía se corta automáticamente, pero no inmediatamente, sino entre 15 y 25 segundos después del arranque, para garantizar un funcionamiento estable con el motor frío. Sistemas modernos El precalentamiento garantiza un fácil arranque de un motor diésel en buen estado a una temperatura de 25-30 o C, por supuesto, sujeto a la temporada de aceite y combustible diésel.

Turbocompresor y Common Rail

Un medio eficaz para aumentar la potencia es la turbocompresor. Permite suministrar aire adicional a los cilindros, lo que da como resultado una mayor potencia. Presión gases de escape El motor diésel es entre 1,5 y 2 veces superior al de un motor de gasolina, lo que permite que el turbocompresor proporcione un impulso eficaz desde el mismo momento. bajas revoluciones, evitando la falla característica de los motores turbo de gasolina: "turbo lag".

El control informático del suministro de combustible permitió inyectarlo en la cámara de combustión del cilindro en dos porciones dosificadas con precisión. Primero llega una pequeña dosis, sólo alrededor de un miligramo, que, cuando se quema, aumenta la temperatura en la cámara, y luego viene la "carga" principal. Para un motor diésel, un motor con encendido de combustible por compresión, esto es muy importante, ya que en este caso la presión en la cámara de combustión aumenta más suavemente, sin "sacudidas". Como resultado, el motor funciona de forma más suave y menos ruidosa.

Como resultado, en motores diesel con Sistema de carril común El consumo de combustible se reduce en un 20% y el par a bajas velocidades del cigüeñal aumenta en un 25%. También se reduce el contenido de hollín en el escape y se reduce el ruido del motor.

En los últimos diez años tecnologías diesel desarrollado rápidamente. La mayoría de autos modernos, que se producen en Europa, se fabrican con motores diésel. Por supuesto, el principio de funcionamiento. de este dispositivo no cambio. Sin embargo, un motor diésel moderno es mucho más silencioso. Se ha vuelto más respetuoso con el medio ambiente. En el pasado lejano todavía quedaban fuertes estruendos, un espeso humo negro y mal olor durante el funcionamiento del dispositivo. Entonces, ¿cuál es el principio de funcionamiento de un motor diésel?

¿Cómo funciona un motor diésel?

El principio de funcionamiento de un motor diésel es el siguiente: en el cilindro

A medida que el pistón desciende, se aspira aire limpio. Y cuando la válvula sube, se calienta. Vale la pena señalar que la temperatura durante el funcionamiento de un motor diésel puede oscilar entre 700 y 900°. Esto se logra con una fuerte compresión. Cuando el pistón alcanza su punto máximo, se inyecta combustible diésel a una presión suficientemente alta en la cámara de combustión. Cuando entra en contacto con aire caliente, el combustible se enciende. Como resultado, la presión en el cilindro aumenta a medida que se expande el combustible autoencendido. Esto es lo que causa ruido fuerte durante el funcionamiento de la unidad.

Ventajas y desventajas

Este principio de funcionamiento de un motor diésel permite el uso mezcla magra. El combustible para estos dispositivos es relativamente económico. Esto hace que los motores diésel sean económicos y sencillos. Vale la pena señalar que, a diferencia de las unidades de gasolina, estas unidades tienen un mayor par y la eficiencia es un 10% mayor. A los contras

el motor diesel debe atribuirse nivel aumentado ruido, vibraciones, baja potencia por unidad de volumen, dificultad de arranque en frío. Más modelos modernos están prácticamente exentos de tales deficiencias.

Diseño y características de algunos componentes.

Teniendo en cuenta el principio de funcionamiento de un motor diésel, las piezas de dichas unidades se refuerzan significativamente, ya que deben soportar cargas elevadas. Entre las partes principales de la unidad, cabe destacar el pistón. La forma de su fondo depende del tipo de cámara de combustión que pueda incorporarse en el fondo de la válvula. En el pistón de un motor diésel, la parte inferior suele extenderse más allá de la parte superior del bloque de cilindros. No existe un sistema de encendido convencional en unidades de este tipo. Aunque también utilizan velas.

Turbina

La potencia que puede desarrollar un motor depende de la cantidad de combustible y aire que entra en él. Para aumentar las capacidades de la unidad, es necesario aumentar el contenido de los componentes enumerados. Para permitir que entre más combustible a la cámara de combustión, se debe elevar el nivel de aire, lo que

entra en el cilindro. Para este fin se utiliza equipamiento opcional. El principio de funcionamiento de una turbina de motor diésel es bastante sencillo. La pieza te permite bombear más aire. Debido a esto, aumenta el volumen de combustible quemado, lo que aumenta significativamente la cantidad de energía liberada.

Cámaras de combustión

Los motores diésel pueden utilizar varios tipos de cámaras de combustión: divididas y no divididas. El primer tipo se utilizó en la ingeniería de pasajeros, pero recientemente ha sido reemplazado por uno más simple. De hecho, cuando se utilizaban compartimentos divididos, el combustible se inyectaba en la cámara de combustión, que estaba ubicada en la culata del cilindro, y no en la cavidad del pistón. Piezas similares también se fabricaban de diferentes maneras y esto dependía del proceso de formación de la mezcla: cámara de vórtice o precámara.

En este último caso, el combustible se inyecta en el compartimento preliminar, que

Se comunica con el cilindro mediante pequeñas válvulas u orificios. En este caso, el combustible se mezcla con el aire y golpea las paredes. El combustible autoinflamable ingresa a la cámara principal, donde se quema por completo. En cuanto al proceso de combustión en cámara de vórtice, éste, como en el primer caso, comienza en un compartimento separado, que es una esfera hueca. A través de los canales de conexión, el aire ingresa a la cámara durante la carrera de compresión. Se arremolina en él y forma un vórtice. Como resultado, la mezcla combustible inyectada en el compartimento se mezcla bien con el aire. Esta estructura de cámaras de combustión tiene varias desventajas. En primer lugar, se consume más combustible, ya que se producen grandes pérdidas debido al volumen de los compartimentos. En segundo lugar, las pérdidas significativas cuando el aire fluye hacia la cámara adicional desde el cilindro de aire, así como proceso inverso: movimiento de combustible hacia el cilindro. Vale la pena señalar que este principio de funcionamiento de un motor diésel rara vez se utiliza, ya que las características de arranque de la unidad se deterioran.

Cámaras de combustión indivisas

En un motor de inyección directa, la cámara de combustión tiene forma y es una cavidad. Una cámara de combustión de este tipo está integrada directamente en el fondo.

pistón En este caso, el combustible se inyecta directamente en el cilindro. A pesar de la simplicidad del diseño, este sistema también tiene desventajas. Los motores diésel de este tipo son casi imposibles de utilizar si el coche tiene una cilindrada pequeña. Al acelerar a esta vehículo Hay un aumento en los niveles de ruido y también aumentan las vibraciones.

Nuevos desarrollos

Hoy en día se utilizan con más frecuencia. sistemas electronicos, que controlan la cantidad de combustible que ingresa a la cámara de combustión. Esto permitió reducir el nivel de ruido, así como la vibración de la unidad durante el funcionamiento. Hoy en día, se están desarrollando motores diésel completamente nuevos, cuyos diseños utilizan inyección directa de una mezcla combustible.

En el siglo pasado, el funcionamiento de un motor diésel se asociaba con un olor desagradable, ruido y un espeso humo negro que salía de la chimenea. Pero en la última década, la tecnología diésel se ha desarrollado a pasos agigantados.

Los motores se volvieron más silenciosos, el olor a gases de escape desapareció casi por completo y el daño causado al medio ambiente comenzó a reducirse a cero. Sin embargo, el principio de funcionamiento no ha cambiado.

Principio de funcionamiento de un motor diésel.

La diferencia entre un motor diésel y uno de gasolina se debe al hecho de que la mezcla del combustible con el aire no se produce fuera, sino dentro del cilindro.

Además, la mezcla se enciende por sí sola, sin bujía. El diseño del motor incluye:

1. Cilindro.
2. Válvulas de entrada y salida.
3. Pistón.
4. Inyector de combustible.

En este vídeo aprenderás cómo funciona un motor diésel. ¡Echemos un vistazo y tomemos nota!

El principio de funcionamiento del motor se puede describir considerando las acciones del pistón, válvulas e inyectores durante cada carrera. Generalmente son cuatro.

carrera – ingesta de combustible

El pistón tiene dos puntos muertos: superior (TDC) e inferior (BDC). Durante la primera carrera, las válvulas de admisión se abren y las válvulas de escape se cierran. Se crea un vacío en el cilindro. El aire entra a toda velocidad.

carrera - compresión

Todas las válvulas están cerradas. El pistón se mueve del PMI al PMS, comprimiendo el aire que ingresa durante la carrera de 1 a 5 MPa. Su temperatura aumenta hasta los 700 C o.

Tacto – golpe de poder (expansión)

El pistón está en el PMS. La bomba de combustible de alta presión suministra combustible al cilindro a través del inyector. Cuando se rocía, se mezcla con aire caliente y se enciende espontáneamente.

Durante la combustión, la temperatura aumenta a 1800 C o y la presión a 11 MPa. El pistón comienza a moverse del PMS al BDC, haciendo trabajo útil. Al final de la carrera de trabajo, la temperatura dentro del cilindro cae a 700-800 C o y la presión cae a 300-500 kPa.

accidente cerebrovascular - liberación de gases

La válvula de entrada está cerrada, la válvula de salida está abierta. El pistón empuja los gases de escape a través de él. La temperatura interior desciende a 500 C y la presión a 100 kPa.

Ventajas de los motores diésel.

En este vídeo te contarán las diferencias y ventajas de los motores diésel respecto a los de gasolina.

Los motores que realizan un trabajo útil quemando combustible diesel tienen varias ventajas sobre los dispositivos de gasolina:

1. Reducción del consumo de combustible en un tercio.
2. Falta de sistema de encendido.
3. Aumento de la vida útil del motor una vez y media.
4. Estabilidad de los parámetros de ajuste.
5. La eficiencia media es del 40%, en los motores turboalimentados es superior al 50%.
6. Alto par.
7. Baja saturación de los gases de escape con dióxido de carbono (menos daño al medio ambiente).
8. Seguridad contra incendios debido al hecho de que el combustible diesel no puede encenderse espontáneamente.

Entre las desventajas del motor diésel cabe destacar la dificultad del arranque en frío. El motor es la fuente. fuerte vibración y ruido fuerte. Sin embargo, los modelos modernos no presentan estas deficiencias.

Esquema de operación de nodos individuales.

El diseño de un motor diésel moderno incluye los siguientes componentes:

1. Turbocompresor (turbocompresor, turbina).
2. Intercooler.
3. Quemador de combustible.

Veamos los diagramas de funcionamiento de las unidades componentes.

turbocompresor

Vista transversal de un turbocompresor

La experiencia ha demostrado que el combustible no tiene tiempo de quemarse en el momento en que el pistón se mueve hacia el punto muerto. Por lo tanto, si lo fuerza a quemarse por completo, la potencia del motor aumentará considerablemente.

Para ello, se creó un turbocompresor para suministrar combustible bajo presión demasiada y facilitándolo combustión completa. El diseño del turbocompresor incluye:

• Dos carcasas (una para la turbina y otra para el compresor);
• Caja de cojinetes con un eje que conecta el rotor de la turbina y la rueda del compresor;
• Cojinetes: soporte de la unidad;
• Malla protectora de acero.

El esquema de su trabajo es el siguiente:

1. El compresor aspira aire de la atmósfera exterior;
2. El rotor del compresor, impulsado por el rotor de la turbina, lo comprime;
3. El aire comprimido se enfría mediante un intercooler;
4. El aire se purifica mediante un filtro y se suministra a través de colector de admisión motor, después de lo cual se cierra la válvula de escape. Se abrirá una vez completada la carrera de trabajo;
5. Los gases de escape que entran por un colector de escape, al pasar por el canal cónico de la carcasa de la turbina, la velocidad aumenta y afecta al rotor;
6. La velocidad de rotación de la turbina aumenta a aproximadamente 1500 rpm, como resultado de lo cual gira el rotor del compresor (están conectados por un eje);
7. El ciclo se repite.

A medida que el aire se enfría, su densidad aumenta. Por lo tanto, se suministra más cantidad al cilindro del motor. Una gran cantidad de aire favorece la combustión completa del combustible, lo que aumenta la potencia de un motor diésel. Al mismo tiempo, se reduce el impacto negativo sobre el medio ambiente.

Tipo de intercooler de motor diésel

intercooler

Cuando se comprime el aire no sólo aumenta su densidad, sino también su temperatura. Por un lado, el flujo de una gran cantidad de oxígeno al cilindro tiene un efecto positivo en la combustión del combustible. Pero, por otro lado, la entrada de aire caliente contribuye a la rápida destrucción de la estructura.

Por tanto, se necesita un dispositivo que reduzca la temperatura del aire comprimido. Esto es lo que es un intercooler. El principio de funcionamiento del intercooler es enfriar una sustancia caliente con una fría mediante el intercambio de calor entre ellas.

Es posible utilizar dos tipos de intercooler:

• aire-aire. El radiador del dispositivo transfiere el calor del aire caliente a la atmósfera. El diseño es sumamente sencillo, por lo que está muy extendido;
• Aire agua. Primero, los gases de escape ingresan al compresor y luego pasan a través del radiador intercooler, que se lava con agua. Los dispositivos son muy eficientes y compactos. Pero además, se necesita un radiador para enfriar el agua, una bomba para hacerla circular y una unidad de control.

No importa qué tipo de dispositivo sea el intercooler.

El resultado del trabajo no cambia: el radiador reduce la temperatura del aire comprimido por el compresor.

El propio intercooler puede denominarse radiador de refrigeración y consta de tubos fabricados con materiales con un alto coeficiente de conductividad térmica.

Boquilla

El diseño de un motor diésel prevé la presencia de uno o más inyectores. Estas piezas están diseñadas para dosificar y atomizar combustible.

Diagrama de funcionamiento del inyector del motor diesel.

Con su ayuda, se sella la cámara de combustión. Los inyectores modernos funcionan desde una leva. árbol de levas a través del empujador. El combustible se suministra y drena a través de canales ubicados en la culata.

Su dosificación la proporciona la unidad de control, que envía señales válvulas de cierre con propiedades electromagnéticas. Los inyectores funcionan en modo de pulso. Esto significa que antes de la inyección principal de combustible, éste se suministra previamente.

Al mismo tiempo, el funcionamiento del motor diésel se vuelve más suave y el nivel de emisiones tóxicas a la atmósfera disminuye.

Por tanto, un motor diésel es un conjunto de componentes interconectados.

El turbocompresor suministra aire comprimido, enfriado por un intercooler, hacia la cámara de combustión. Se le suministra combustible a través de un inyector. Si falla al menos uno de los componentes, el funcionamiento del motor es imposible.

¡Saludos amigos! ¡La unidad de potencia diésel se ha ganado durante mucho tiempo el amor y el respeto entre los entusiastas de los automóviles! Es más económico, más confiable y la eficiencia general es un orden de magnitud mayor que la de su homólogo de gasolina. Sin embargo, el diseño más complejo y el principio de funcionamiento de un motor diésel impiden que muchos conductores nacionales se decidan a comprar un coche de este tipo. No es extraño, te hace prestar atención al coste de mantenimiento del vehículo, ¡y con razón! Pero aún así, para disipar los temores de mis colegas, hoy intentaré describirles de forma comprensible todas las características de dicha unidad. Pero primero lo primero, como siempre...

Un poco de historia

El primer motor de este tipo fue creado por el ingeniero francés Rudolf Diesel, que vivió en el siglo XIX. Como usted mismo comprenderá, el maestro no pensó mucho en el nombre de su invento y siguió los pasos de los grandes inventores, llamándolo con su propio nombre. El motor funcionaba con queroseno y se utilizaba exclusivamente en barcos y máquinas estacionarias. ¿Por qué? Todo es muy sencillo, el enorme peso y el mayor ruido del motor no permitieron aumentar el alcance de sus aplicaciones.

Y así fue hasta 1920, cuando las primeras copias del motor diésel, ya significativamente modernizado, comenzaron a utilizarse en público y Flete de transporte. Es cierto que sólo 15 años después aparecieron los primeros modelos. carros pasajeros, funcionando con combustible diesel, pero la presencia de las mismas desventajas no permitía que la unidad de potencia se utilizara en todas partes. Sólo en los años 70 vieron la luz los motores diésel verdaderamente compactos; por cierto, muchos expertos relacionan este evento con un fuerte aumento en los precios del petróleo. Sea como fuere, la unidad de potencia diésel no funcionó de ninguna manera durante su formación. Los experimentadores vertieron en él todo lo que encontraron a su alcance: aceite de colza, petróleo crudo, fueloil, queroseno y finalmente gasóleo. Hoy en día todos vemos a qué ha llevado esto - en el fondo gasolina cara¡El diésel está conquistando no sólo Europa, sino el mundo entero!

Caracteristicas de diseño

El diseño de un motor diésel, en general, no presenta muchas diferencias en comparación con su homólogo de gasolina. sigue siendo el mismo motor de pistones Combustión interna, en el que el combustible no se enciende mediante una chispa, sino mediante compresión o calentamiento. Hay varios elementos principales en su diseño:

• Pistones;
• Cilindros;
• Inyectores de combustible;
• Bujías de incandescencia;
• Válvula de entrada y salida;
• Turbina;
• Intercooler.

A modo de comparación: la eficiencia de un motor de gasolina es de alrededor del 30% en promedio, en el caso de versión diésel¡Esta cifra aumenta hasta el 40% y con turbocompresor hasta el 50%!

Además, los patrones operativos también son muy similares entre sí. Sólo difieren los procesos de creación. mezcla de aire y combustible y su combustión. Bueno, otra diferencia global es la fuerza de las piezas. Este momento está determinado por un nivel de relación de compresión significativamente mayor, porque si en los "más ligeros" se permite un pequeño espacio entre las piezas, en un motor diésel todo debería estar lo más ajustado posible.

Principio de funcionamiento

Por fin entendamos cómo funciona un motor diésel. Si hablamos de la versión de cuatro tiempos, aquí se puede observar una cámara de combustión separada del cilindro, que sin embargo está conectada a él mediante un canal especial. Este tipo Los motores se promocionaron entre las masas mucho antes que la modificación de dos tiempos, debido a que eran más silenciosos y tenían un mayor rango de velocidades. Si sigues la lógica, queda claro que si hay 4 ciclos de reloj, entonces el ciclo de trabajo consta de 4 fases, considerémoslas.

1. Admisión: cuando el cigüeñal gira entre 0 y 180 grados, el aire ingresa al cilindro a través de la válvula de admisión, que se abre entre 345 y 355 grados. Simultáneamente con la válvula de admisión, la válvula de escape se abre cuando se gira el cigüeñal entre 10 y 15 grados.
2. Compresión: moviéndose hacia arriba a 180-360 grados, el pistón comprime el aire de 16 a 25 veces, a su vez, al comienzo de la carrera a 190-210 grados, la válvula de admisión se cierra.
3. Carrera de potencia: cuando la carrera apenas comienza, el combustible se mezcla con aire caliente y se enciende; naturalmente, todo esto sucede antes de que el pistón alcance justo en el centro. En este caso, se liberan productos de combustión que ejercen presión sobre el pistón y lo mueve hacia abajo. Tenga en cuenta que la presión del gas es constante, por lo que la combustión del combustible dura exactamente mientras el inyector del motor diésel suministra líquido. Es gracias a esto que se desarrolla un mayor par en comparación con unidades de gasolina. Toda esta acción se realiza en 360-540 grados.
4. Escape: cuando el cigüeñal gira 540-720 grados, el pistón se mueve hacia arriba y empuja hacia afuera. humos por tráfico vehicular a través de una válvula de salida abierta.

El principio de funcionamiento de un motor diésel de dos tiempos se caracteriza por fases más rápidas, un único proceso de intercambio de gases e inyección directa. Para aquellos que no lo saben, permítanme recordarles: en tales diseños, la cámara de combustión está ubicada directamente en el pistón y el combustible ingresa al espacio encima de él. Cuando el pistón desciende, los productos de combustión salen del cilindro a través de válvulas de escape. A continuación, abren válvulas de admisión y entra aire fresco. Cuando el pistón se mueve hacia arriba, todas las válvulas se cierran y en ese momento se produce la compresión. El combustible se inyecta mediante pulverizadores y el encendido comienza antes de que el pistón alcance arriba muerto puntos.

Equipamiento opcional

Si dejamos de lado el propio motor de combustión interna, llegamos al plan general. toda la linea asistentes completamente capacitados. ¡Echemos un vistazo a los mejores profesionales!

Sistema de combustible

El diseño del sistema de combustible de un motor diésel es mucho más complejo que en modificaciones de gasolina. Este matiz se explica de forma fácil y sencilla: los requisitos de presión, cantidad y precisión del suministro de combustible son muy altos, comprenderá por qué. La bomba de inyección de combustible de un motor diésel, el filtro de combustible, los inyectores y los pulverizadores son los elementos principales del sistema. No sólo el equipamiento, sino también el diseño del filtro de combustible merecen un artículo aparte. Quizás pronto podamos examinarlos con un microscopio.

turbocompresor

Una turbina en un motor diesel aumenta significativamente su rendimiento debido al hecho de que el combustible se suministra a alta presión y, en consecuencia, se quema por completo. El diseño de esta unidad, en principio, no es tan complicado: consta de sólo dos carcasas, cojinetes y; malla protectora hecho de metal. El principio de funcionamiento de una turbina de motor diésel es el siguiente:

• El compresor, al que está conectada una carcasa, aspira aire hacia el turbocompresor.
• A continuación, se activa el rotor.
• Luego, llega el momento de enfriar el aire; el intercooler se encarga de esta tarea.
• Después de pasar varios filtros en el camino, el aire ingresa al motor a través del colector de admisión, después de lo cual la válvula se cierra y su posterior apertura se produce en la etapa final de la carrera de potencia.
• En ese momento, los gases de escape salen del motor a través de la turbina, que también ejerce una cierta presión sobre el rotor.
• En este momento, la velocidad de rotación de la turbina puede alcanzar las 1500 revoluciones por segundo y el rotor gira a través del eje.

Ciclo de funcionamiento de la turbina unidad de poder se repite una y otra vez, ¡y es gracias a esta estabilidad que la potencia del motor crece!

Inyectores e intercooler

El principio de funcionamiento del intercooler, así como los inyectores, e incluso su finalidad, son, por supuesto, radicalmente diferentes. El primero, mediante intercambio de calor, reduce la temperatura del aire, que cuando está caliente afecta en gran medida a la durabilidad del motor. El inyector se encarga de dosificar y atomizar el combustible.

Funciona en modo pulsado gracias a una leva que se extiende desde el árbol de levas y las propias boquillas.

Temperatura de funcionamiento diésel

No se alarme si faltan los habituales 90 grados en el panel de instrumentos. El hecho es que temperatura de trabajo El motor diésel es bastante específico y depende de la marca específica del coche, del motor en sí y del termostato. Entonces, si para un Volkswagen el valor normal está en el rango de 90 a 100 grados, entonces un Mercedes normal funciona a 80-100, y un Opel generalmente en la región de 104 a 111 grados. camion domestico KAMAZ, por ejemplo, funciona entre 95 y 98 grados.

Cualquiera que sea la temperatura de funcionamiento de su unidad de potencia, una cosa es obvia: los motores diésel son más relevantes hoy que nunca. ¿No me crees? Mire a su alrededor, hoy en día incluso se puede encontrar un motor diésel en el Niva, y le diré que no es un caso aislado. Solo de esto podemos concluir que un motor de este tipo es mucho mejor que un motor de gasolina.

Sí, es poco probable que pueda compararse con los motores de gasolina en términos de velocidad, aunque los modelos modernos con turbinas definitivamente pueden crear competencia.

Si no quieres cambiar el coche y mucho menos el motor, te lo recomiendo. con mis propias manos Lave el motor, porque no lo hacemos con tanta frecuencia como parece el procedimiento que describí. En general, expresé mi opinión, ¡espero la tuya en los comentarios! ¡Mis mejores deseos!