تاریخچه موتور دیزل تقریباً با اختراع موتور بنزینی آغاز می شود. نیکولاس آگوست اتو موتور بنزینی را در سال 1876 اختراع و ثبت اختراع کرد که از اصل احتراق چهار زمانه استفاده می کرد که در غرب به عنوان "معمولا" نیز شناخته می شود. چرخه اتو"و این یک پیش نیاز اساسی برای اکثر موتورهای خودروهای امروزی است. با این حال، در روزهای اولیه خود، موتور بنزینی در کار خود بسیار ناکارآمد بود، بنابراین در آن روزها موتور بخار به طور گسترده ای برای حمل هر چیزی که نیاز به حمل و نقل داشت استفاده می شد. نکته ای که در مورد هر دو موتور وجود داشت این بود که آنها فقط از 10 درصد سوختی که برای این نوع موتورها استفاده می شد به طور موثر استفاده می کردند، بقیه به سادگی به گرمای بی فایده تبدیل می شدند و بنزین با اگزوز نسوخته خارج می شد.

موتور دیزلی پورشه کاین S مدل 2013

قبلاً 2 سال بعد - در سال 1878 - رودولف دیزل هنگام بازدید از یک دبیرستان پلی تکنیک در آلمان (معادل یک دانشگاه مهندسی در روسیه) در مورد راندمان پایین موتورهای بنزینی و بخار مطلع شد. این اطلاعات آزاردهنده او را الهام بخشید تا موتوری بسازد که بتواند با کارایی بالاتری کار کند، و او بیشتر وقت خود را به توسعه چنین فناوری هایی اختصاص داد که به ما امکان می دهد از منابع طبیعی سیاره خود استفاده بسیار مؤثرتری کنیم. و در نهایت، تا سال 1892 بود که دیزل حق امتیازی را برای چیزی که ما امروز آن را موتور دیزل می نامیم دریافت کرد.

رودلف دیزل و موتور دیزلی که توسط او اختراع شد

اما اگر موتورهای دیزلی بسیار کارآمد عمل می کنند، چرا بیشتر از آنها استفاده نمی کنیم؟ چرا در نهایت از آنها استفاده نمی کنیم؟ می‌توانید کلمات «دیزل»، «دیزل» را ببینید و به کامیون‌های بزرگ فکر کنید که وقتی موتورها کار می‌کنند، دود سیاه و دودی از لوله بلند اگزوز بیرون می‌آورند و صدای رعد و برق نسبتاً بلندی ایجاد می‌کنند. این تصویر منفی از کامیون‌های دیزلی باعث شد که دیزل برای رانندگان عادی کشورمان جذابیت کمتری داشته باشد، اگرچه دیزل برای جابجایی مقادیر زیاد در مسافت‌های طولانی عالی است، اما تقریبا هرگز بهترین انتخاب برای خودروهای سواری نبوده است. با این وجود، امروزه وضعیت شروع به تغییر کرده است و حتی نسخه های شارژ شده خودروهای سواری و گاهی اوقات حتی خودروهای اسپرت مجهز به موتورهای دیزلی هستند، زیرا فناوری های مدرن موتور دیزل را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است و آن را بسیار تمیزتر (دوستانه با محیط زیست تر) و کمتر سر و صدا می کند. .

و این موتور دیزلی یک کشتی بزرگ با ظرفیت حدود 10000 اسب بخار است.

در توضیح نحوه کار یک موتور دیزلی، ما به آنچه قبلاً می دانید چگونه یک موتور چهار زمانه بنزینی کار می کند تکیه می کنیم. بنابراین، اگر قبلاً این کار را انجام نداده اید، احتمالاً بهتر است ابتدا مطالعه کنید تا دانش و اصول اولیه در مورد اصول موتور احتراق داخلی را به دست آورید.

گازوئیل در مقابل بنزین

از نظر تئوری، موتورهای دیزلی و بنزینی بسیار شبیه هستند. آنها هر دو موتورهای احتراق داخلی هستند که برای تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی موجود برای حرکت بیشتر خودرو طراحی شده اند. این انرژی مکانیکی از بالا و پایین بردن پیستون ها در داخل سیلندرها به دست می آید. پیستون ها از طریق میله های اتصال به میل لنگ متصل می شوند و خود میل لنگ شکل زیگزاگی دارد - معلوم می شود که حرکت خطی پیستون ها حرکت چرخشی میل لنگ لازم برای چرخاندن چرخ های ماشین و تنظیم آن را ایجاد می کند (خودکار ) در حرکت.

در انجام این کار، موتورهای دیزلی و بنزینی، سوخت را از طریق یک سری انفجارهای کوچک به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند که پیستون ها را به بیرون می راند و باعث حرکت آنها می شود. تفاوت اصلی بین یک موتور دیزلی و یک موتور بنزینی این است که این انفجارها را تحریک می کند. در موتورهای بنزینی، سوخت با هوا مخلوط می شود، توسط پیستون فشرده می شود و توسط جرقه ای که از شمع ها می آید، مشتعل می شود. در موتورهای دیزل، ابتدا هوا توسط پیستون فشرده می شود و تنها پس از آن سوخت تزریق می شود. با گرم شدن هوا هنگام فشرده شدن، سوخت مشتعل می شود.

موتور دیزل چگونه کار می کند؟

انیمیشن زیر نحوه عملکرد موتور دیزل را در عمل - همچنین 4 چرخه کاری نشان می دهد. می توانید آن را با یک انیمیشن موتور بنزینی مقایسه کنید و تفاوت ها را ببینید.

موتور دیزل از چرخه احتراق چهار زمانه استفاده می کند:

1. سکته مغزی مصرفی- هنگامی که دریچه ورودی باز می شود، اجازه ورود هوا را می دهد. در این زمان، پیستون به سمت پایین حرکت می کند و هوا را می مکد.
2. چرخه فشرده سازی- پیستون به سمت بالا حرکت می کند و هوا را فشرده می کند که جایی برای رفتن ندارد زیرا دریچه ورودی بسته شده است.
3. سکته جرقه- هنگامی که پیستون به بالا می رسد (نقطه مرده بالا، TDC)، سوخت در زمان مناسب تزریق می شود و مشتعل می شود و پیستون را به شدت به سمت پایین هل می دهد.
4. سکته گاز اگزوز- پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می کند و گازهای خروجی حاصل از احتراق مخلوط سوخت و هوا را از دریچه خروجی فشار می دهد.

در اینجا هر 4 چرخه موتور دیزل، اما حتی ساده تر، آورده شده است:

لازم به یادآوری است که موتور دیزل، بر خلاف موتور بنزینی، شمع ندارد و همچنین ابتدا هوا را به سیلندرها وارد می کند و سپس سوخت دیزل (مخلوط سوخت و هوا از قبل به سیلندرهای موتور بنزینی عرضه می شود). . گرمای هوای فشرده است که سوخت موتور دیزل را مشتعل می کند.

یک نکته جالب: در حین کار، مخلوط سوخت و هوا در یک موتور دیزلی بسیار بیشتر از یک موتور بنزینی فشرده می شود - اگر یک موتور بنزینی سوخت و هوا را به نسبت 8: 1 به 12: 1 فشرده می کند، موتور دیزلی هوا را به نسبت 14: 1 به بیش از 25: 1 فشرده می کند.

انژکتور (ها) در دیزل

یکی از تفاوت های بزرگ بین موتور دیزل و موتور بنزینی فرآیند تزریق سوخت است. اکثر موتورهای خودرو برای این کار از انژکتور (یا در موارد نادری که امروزه از کاربراتور استفاده می کنند) استفاده می کنند. انژکتور سوخت را درست قبل از مکش (خارج از سیلندر) تزریق می کند. کاربراتور مدت ها قبل از اینکه هوا وارد سیلندر شود هوا و سوخت را با هم مخلوط می کند. بنابراین، در یک موتور خودرو، تمام سوخت در طول کورس مکش وارد سیلندر می شود و سپس توسط پیستون فشرده می شود. فشرده سازی مخلوط هوا / سوخت، نسبت تراکم موتور را محدود می کند - اگر هوا را بیش از حد فشرده کنید، مخلوط سوخت و هوا به طور خود به خود مشتعل شده و موتور را خراب می کند، زیرا حرکت احتراق قبل از رسیدن پیستون به نقطه بالایی شروع می شود.

موتورهای دیزلی استفاده می کنند تزریق مستقیم سوخت- سوخت دیزل پس از ورود هوا به سیلندر مستقیماً به داخل سیلندر تزریق می شود. انژکتور یا به عبارت صحیح تر انژکتورهای سوختدر یک موتور دیزل، این پیچیده ترین جزء است و، لازم به ذکر است، موضوع آزمایش های زیادی است - در هر موتور خاص، انژکتور می تواند در مکان های بسیار متفاوت و گاهی اوقات غیرمنتظره قرار گیرد. انژکتور باید بتواند دما و فشاری را که در داخل سیلندر ایجاد می شود تحمل کند و همچنین باید بتواند سوخت را به صورت مه ریز تحویل دهد. توزیع یکنواخت این مه در سرتاسر سیلندر یک مشکل بزرگ است، به همین دلیل است که تعدادی از موتورهای دیزلی از سوپاپ های القایی خاص، محفظه های پیش احتراق یا وسایل دیگر برای ایجاد چرخش هوا در محفظه احتراق یا بهبود فرآیند احتراق و احتراق استفاده می کنند.

عملکرد انژکتور سوخت

برخی از موتورهای دیزلی حاوی شمع هستند. هنگامی که موتور دیزل سرد است، فرآیند تراکم ممکن است هوای فشرده را تا دمای آنقدر بالا نبرد که سوخت را مشتعل کند. خاص شمع تابشدر یک موتور دیزل، در اصل یک سیم برای گرمایش الکتریکی است (سیم های داغی را که در یک توستر دیدید تصور کنید) که محفظه احتراق را گرم می کند و در نتیجه دمای هوا را در هنگام سرد شدن موتور افزایش می دهد تا موتور بتواند روشن شود.

تمام عملکردها در یک موتور دیزلی مدرن توسط یک کامپیوتر و مجموعه ای پیچیده از حسگرها کنترل می شود که تقریباً همه چیز را از سرعت میل لنگ گرفته تا سیستم خنک کننده موتور و دمای روغن و حتی موقعیت موتور نسبت به افق اندازه گیری می کند. امروزه به ندرت از شمع های برق در موتورهای قدرتمندتر استفاده می شود. در عوض، از فناوری های دیگری استفاده می شود که رایج ترین آنها فشرده سازی هوای قوی تر (برای گرمای بیشتر) و تزریق سوخت بعدی است.

اما در تعدادی از موتورهای دیزلی نمی توان مشکل راه اندازی هوای سرد را به روش فوق حل کرد. علاوه بر این، موتورهایی هستند که چنین فناوری کنترل کامپیوتری پیشرفته ای ندارند. بنابراین استفاده از شمع های تابش برای دو مورد بالا مشکل شروع سرد را حل می کند.

سوخت دیزلی

هر نفت کوره ای از نفت خامی که به طور طبیعی از زمین استخراج می شود، سرچشمه می گیرد. سپس نفت خام در پالایشگاه ها فرآوری می شود و می تواند به چندین سوخت مختلف از جمله بنزین، سوخت جت، نفت سفید و البته سوخت دیزل (سوخت دیزل) تفکیک شود.

اگر تا به حال سعی کرده اید دیزل و بنزین را با هم مقایسه کنید، پس می دانید که آنها بسیار متفاوت هستند. حتی بوی آنها نیز بسیار متفاوت است. سوخت دیزل سنگین تر و چاق تر است. بسیار کندتر از بنزین تبخیر می شود و نقطه جوش آن در واقع بالاتر از نقطه جوش آب است. احتمالاً بارها شنیده اید که به سوخت دیزل "سوخت دیزل" می گویند - این به این دلیل است که بسیار چرب است (چنین ماده ای وجود دارد - روغن دیزل و اغلب در گذشته با سوخت دیزل مقایسه می شد).

سوخت دیزل به دلیل سنگین تر بودن کندتر تبخیر می شود. این ماده حاوی اتم‌های کربن بیشتری در زنجیره‌های بلند نسبت به بنزین است (بنزین معمولاً دارای فرمول شیمیایی C9H20 است (اما بسته به نام تجاری، عدد اکتان و غیره می‌تواند متفاوت باشد)، در حالی که سوخت دیزل، به طور معمول، با فرمول مشخص می‌شود. C14H30). برای تولید سوخت دیزل زمان کمتر و مراحل پردازش کمتری نیاز است و بنابراین باید ارزانتر از بنزین باشد. اما در سال های اخیر تقاضا برای گازوئیل به دلایل مختلف از جمله به دلیل افزایش صنعتی شدن و ساخت و ساز در کشور ما افزایش یافته است و به همین دلیل امروزه گازوئیل گرانتر از بنزین است.

سوخت دیزل به اصطلاح بالاتری دارد تراکم انرژیاز بنزین به طور متوسط، 1 گالن (3.8 لیتر) دیزل حاوی حدود 155x106 ژول انرژی است، در حالی که 1 گالن بنزین حاوی 132x106 ژول است. این، همراه با افزایش راندمان موتورهای دیزلی به دلیل نسبت تراکم بالاتر، توضیح می دهد که چرا موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی مشابه خود سوخت کمتری مصرف می کنند.

سوخت دیزل برای تامین انرژی طیف وسیعی از وسایل نقلیه و سایر تجهیزات استفاده می شود. در اینجا، اول از همه، شما باید البته کامیون‌های دیزلی را نیز بگنجانید، که می‌بینید در حال حرکت در بزرگراه هستند، اما گازوئیل به جابجایی قایق‌ها، اتوبوس‌های مدرسه، قطارها، جرثقیل‌ها، تجهیزات کشاورزی و تراکتور، ژنراتورهای برق و بسیاری کمک می‌کند. بسیاری از تجهیزات دیگر به این فکر کنید که گازوئیل چقدر برای اقتصاد مهم است - بدون بهره وری بالای دیزل، صنعت ساختمان و مشاغل کشاورزی از سرمایه گذاری مورد نیاز در سوخت هایی که انرژی کارآمد و کارآمد هستند متحمل می شوند. حدود 94 درصد از محموله های جهان - چه با کامیون، قطار یا کشتی حمل می شود - با استفاده از سوخت دیزل به نقاط پایانی خود منتقل می شود.

بهبود موتور دیزل و سوخت دیزل

از نقطه نظر زیست محیطی، دیزل هم مزایا و هم معایب دارد. به علاوه - گازوئیل مقادیر بسیار کمی مونوکسید کربن، هیدروکربن ها و دی اکسید کربن منتشر می کند - انتشاراتی که بیشتر از همه منجر به گرم شدن کره زمین می شود. نکته منفی این است که مقادیر زیادی از ترکیبات نیتروژن و ذرات معلق (دوده) هنگام سوزاندن سوخت دیزل آزاد می شود که منجر به باران اسیدی، مه دود و سلامت ضعیف می شود.

در طول بحران بزرگ نفتی در دهه 1970، شرکت های خودروسازی اروپایی شروع به تبلیغ موتورهای دیزلی برای استفاده تجاری به عنوان جایگزینی برای بنزین کردند. با این حال، کسانی که آنها را امتحان کردند ناامید شدند - موتورها بسیار بلند بودند، و هنگامی که مصرف کنندگان گازوئیل خودروهای آنها را بازرسی کردند، ممکن بود آنها را پوشیده از دوده سیاه ببینند - همان دوده ای که مسئول مه دود در شهرهای بزرگ است.

در طول 30 تا 40 سال گذشته، با این حال، پیشرفت های فوق العاده ای در عملکرد موتور دیزل و خلوص سوخت دیزل ایجاد شده است. دستگاه‌های تزریق مستقیم اکنون توسط رایانه‌های پیشرفته کنترل می‌شوند که احتراق سوخت را کنترل می‌کنند و کارایی کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را بهبود می‌بخشند. سوخت های دیزلی بسیار بهتر تصفیه شده مانند دیزل با گوگرد بسیار کم (ULSD) انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهند. و ارتقاء موتورها برای سازگار کردن آنها با سوخت های پاک به یک کار ساده تبدیل می شود. سایر فناوری ها مانند فیلترهای ذرات و مبدل های کاتالیزوری، دوده را می سوزانند و ذرات معلق، مونوکسید کربن و انتشار هیدروکربن را تا 90 درصد کاهش می دهند. اتحادیه اروپا با بهبود مستمر استانداردهای سوخت های پاک، صنعت خودروسازی را نیز به تلاش بیشتر برای کاهش آلاینده ها سوق خواهد داد.

ممکن است اصطلاحی مانند " بیودیزل"آیا همان دیزل است؟ بیودیزل جایگزین یا افزودنی برای دیزل است که می تواند در موتورهای دیزلی با ارتقای کم یا بدون ارتقای خود موتورها استفاده شود. با این حال، همانطور که از نام آن پیداست، بیودیزل از نفت ساخته نمی شود، بلکه در عوض تولید می شود. از روغن های گیاهی یا چربی های حیوانی که از نظر شیمیایی تغییر یافته اند به ما رسیده است. یک واقعیت جالب: رودولف دیزل خود در ابتدا روغن نباتی را سوختی برای اختراع خود می دانست.

بیودیزل را می توان در ترکیب با سوخت دیزل معمولی یا به طور کامل به تنهایی استفاده کرد. می توانید در مورد سوخت های جایگزین بیشتر بخوانید

دانشمند فرانسوی S. Carnot در سال 1824 پایه های ترمودینامیک را ایجاد کرد. در این کار، او، در میان بسیاری دیگر، استدلال می‌کند که می‌توان با رساندن سیال کار به نقطه اشتعال سوخت توسط فشرده‌سازی، یک موتور حرارتی را اقتصادی‌ترین کارکرد انجام داد. در واقع او اصل کارکرد موتورهای دیزلی را فرموله کرد. فقط می ماند که چنین موتوری بگیرد و بسازد. اما باید چندین دهه دیگر منتظر ماند.

در سال 1892، مهندس آلمانی رودولف دیزل حق ثبت اختراع را برای اولین موتور (در شکل نشان داده شده) دریافت کرد، که بر روی فشرده سازی هوا تا نقطه اشتعال کار می کرد. در سال 1987، اولین "موتور دیزل" (به قول آلمانی ها موتور احتراق تراکمی) شروع به کار کرد و کارایی خود را ثابت کرد.

در مقایسه با موتور اتو (موتور بنزینی با شمع)، موتور جدید سنگین‌تر بود و در ابتدا شور و شوق زیادی را برانگیخت. اما فقط در ابتدا. طراحی اولیه موتور دیزل شامل یک کمپرسور هوا برای تزریق سوخت بود.

خود دیزل در ابتدا قصد داشت از یک گزینه بسیار عجیب و غریب استفاده کند: گرد و غبار زغال سنگ. مخلوطی از گرد و غبار زغال سنگ و هوا، البته، می‌تواند در یک موتور کار کند، اما ذرات ساینده تا چند ساعت حلقه‌ها، پیستون‌ها، صندلی‌ها و صفحات سوپاپ را می‌خورند، آنها به نوعی به آن فکر نمی‌کردند. و به خودی خود گرد و غبار زغال سنگ به راحتی به دست نمی آید.

به دلیل کمپرسور سنگین، استفاده از موتور در حمل و نقل زمینی غیرممکن بود. اما در کارش آنقدر سوخت کم مصرف می کرد و کارش آنقدر پایدار بود که دیگر امتناع از آن ممکن نبود. محاسبات نشان داد که اگر مشکل تامین سوخت حل شود، می توان به طور قابل توجهی قدرت بیشتری از موتور انتظار داشت.

مهندسان این ایده را داشتند که کمپرسور را با یک پمپ پلانجر جایگزین کنند. پمپاژ سوخت به شکل مایع بسیار سودآور بود، انرژی بسیار کمتری مصرف می کند و پمپ را می توان بسیار کوچک ساخت. با این حال، ساخت جفت پیستون آسان نبود. نکته در دقت خاص ساخت است - فاصله بین قطعات 2-3 میکرون است.

با این حال، دیزلی ها کار خود را پیدا کردند. آنها اولین بار در زمان سلطنت قیصر ویلهلم بر روی زیردریایی های آلمانی نصب شدند. (شاید این دقیقاً مربوط به داستان تاریک ناپدید شدن خود مخترع است که در راه انگلیس در کانال انگلیسی غرق شد.)

در سال 1920، سرانجام رابرت بوش یک پمپ پلانجر با کیفیت دریافت کرد. آنها یاد گرفتند که سوخت بیشتری را به سیلندرهای موتور برسانند. اکنون چرخش های موتور دیزل و چگالی توان آن برای نصب روی وسایل نقلیه کافی است. بوش همراه با پمپ، یک انژکتور سوخت بسیار موفق نیز تولید می کند.

احتراق سوخت در موتور دیزل

ساده ترین راه برای درک نحوه عملکرد یک موتور دیزل، مشاهده احتراق سوخت در آن است. موتورهای دیزلی از سوخت سنگین استفاده می کنند. این بدان معناست که یک موتور احتراق داخلی از این نوع می تواند با نفت سفید (معروف به سوخت دیزل)، نفت کوره، نفت خام و حتی برخی روغن های گیاهی کار کند.

همه این سوخت ها کالری بیشتری نسبت به بنزین دارند. بنابراین، دمای کار یک موتور دیزل به طور قابل توجهی بالاتر از یک موتور بنزینی است. اما سوخت های سنگین بدتر از بنزین می سوزند، آهسته تر و به سختی احتراق می شوند. برای احتراق آنها، نسبت تراکم بالا مورد نیاز است، مخلوط هوا و سوخت باید تا 700-800 درجه سانتیگراد گرم شود.

ویسکوزیته هر سوخت دیزلی حتی در صورت گرم شدن بیشتر از بنزین است و باید آن را تا کوچکترین حالت پاشید، مخصوصاً در موتورهای دیزلی پرسرعت. یکی دیگر از موتورهای آزمایشی دیزل با تزریق سوخت در فشار حداقل 50 بار (atm) کار می کرد و یک موتور عملی به 100-200 بار نیاز دارد.

با این حال، سوخت های سنگین گرما مزیت خود را نسبت به بنزین دارند. فشار در سیلندر دیزل تقریباً در تمام طول حرکت انبساط ثابت است، بنابراین، گشتاور آنها بسیار قابل توجه و پایدار است. به دلیل فشار ثابت، زمان اشتعال نیز ثابت می ماند و نیازی به تنظیم ندارد. عمر مفید موتورهای دیزلی بیشتر از موتورهای بنزینی است. مناطقی وجود دارد که دیزل عملاً ضروری است، به عنوان مثال در یک تراکتور کشاورزی.

انواع موتورهای دیزلی

اصل کار یک موتور دیزل برای همه آنها یکسان است: ابتدا یک بار تازه از مایع کار (هوا) فشرده می شود، سپس سوخت تزریق می شود. دمای بالا مخلوط را مشتعل می کند و می سوزد و فشار را بالا می برد. پیستون تحت عمل خود به عقب حرکت می کند و در پایین ترین نقطه سوپاپ اگزوز سیلندر باز می شود و گاز خروجی را آزاد می کند. اساساً دی اکسید کربن است ، موتورهای دیزلی از نظر زیست محیطی تمیزتر از موتورهای بنزینی هستند.

محفظه های احتراق موتورهای دیزل را می توان مستقیماً در تاج پیستون انجام داد - شکافی به شکل خاصی در آنجا ایجاد می شود - یا در برخی موارد از پیش محفظه ها (یا پیش محفظه ها ، همانطور که در وطن موتور می گویند) استفاده می شود. گزینه اول مقرون به صرفه ترین است، گزینه دوم در سال های گذشته بهینه در نظر گرفته شد. اکنون، زمانی که کارایی در بسیاری از موارد تعیین کننده تلقی می شود، گزینه های پیش از اتاق باز هم کنار گذاشته می شوند.

فرآیند کار در یک موتور دیزل می تواند مانند موتور بنزینی در دو یا چهار زمانه ادامه یابد. اکثریت قریب به اتفاق دیزل ها چهار زمانه هستند. معکوس کردن دو زمانه آسان تر است، به همین دلیل است که در کشتی های دریایی که از اتصال شفت صلب استفاده می شود، رایج است. محفظه های احتراق در گازوئیل های دو زمانه به دلیل مشکلات آشکار در تصفیه پیش محفظه از هم جدا نمی شوند.

طراحی یک موتور دیزل به قدرت و هدف آن بستگی دارد. قوی ترین موتورهای مورد استفاده در کشتی ها و برخی نیروگاه ها دارای یک ضربدر هستند - وسیله ای برای کاهش نیروهای جانبی روی پیستون. تمام دیزل های قدرتمند دارای کف پیچیده ای هستند زیرا در معرض دمای بالا قرار دارند.

قسمت رو به روی سیلندر از فولاد و بقیه پیستون (دامنه) از آلومینیوم ساخته شده است. علاوه بر این، پیستون برای سیستم خنک کننده روغن شیاردار است.

انواع موتورهای دیزلی نیز در چیدمان سیلندرها متفاوت است. معمولی، V شکل و حتی مانندی وجود دارد که در آن سیلندرها با چرخش 180 درجه قرار دارند. این بستگی به شرایط مکانی دارد که موتور در آن نصب شده است. به عنوان مثال، یک کامیون یا اتوبوس مدرن احتمالاً از یک موتور دیزلی دو ردیفه نصب شده در زیر کف کابین راننده استفاده می کند. نحوه کار یک موتور دیزل نیز به وجود فشار بستگی دارد.

توربوشارژ دیزل

قدرت موتور دیزل بدون افزایش مصرف سوخت را می توان با استفاده از توربوشارژر افزایش داد. سپس می توانید از یک قطعه خوب دیگر از نمودار چرخه کارنو استفاده کنید. عملکرد یک موتور دیزل با توربوشارژر این مزیت را دارد که با استفاده از انرژی گازهای خروجی می توان توربین را چرخاند و توربین دیگری را روی همان شفت نصب کرد - یک کمپرسور.

این کمپرسور هوا را از طریق منیفولد ورودی پمپ می کند، شارژ هوای سیلندرها را افزایش می دهد و در نتیجه قدرت موتور را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. (هنگام چرخش توربین به سمت بالا، عملکرد چنین موتورهایی با سوت مشخصه قابل تشخیص است.)

مزایا و معایب دیزل

مزایای یک موتور دیزل گشتاور بالا و ثابت همراه با سازگاری با محیط زیست بالای گازهای خروجی است (البته این فقط در مورد موتورهای مدرن صدق می کند). همچنین راندمان بالای آنها خارج از رقابت است که بالاترین در بین موتورهای احتراق داخلی است. موتورهای دیزلی (MAN) شناخته شده هستند، بیش از 50٪ (که حداکثر "تئوری" در نظر گرفته شد). حداکثر تمام دستاوردهای مدرن در آنجا استفاده شده است. راندمان در مقایسه با بنزین تا 40 درصد می رسد.

مشکلات موتورهای دیزلی و بدون آنها تجهیزات وجود ندارد، شامل شروع دشوار است، به دلیل نسبت تراکم بالا (تا 25 در موتورهای مدرن)، اتومبیل ها باید به یک استارت قدرتمند و یک باتری مجهز شوند. ساخت دقیق قطعات پمپ فشار بالا و انژکتورها تعمیر و نگهداری را دشوار می کند.

موتورهای دیزلی بسیار حساس به آلودگی مکانیکی سوخت هستند که برای تصفیه آن حتی باید از سانتریفیوژ به عنوان بخشی از تجهیزات سوخت استفاده شود. با همان حجم در لیتر، موتور دیزل در قدرت پایین تر از موتور بنزینی است، با همان قدرت، دیزل سنگین تر است. یک موتور دیزلی برای ساخت خود به آلیاژهای با کیفیت بالاتری نیاز دارد و بسیار گرانتر از موتورهای بنزینی است.

و با این حال، با مقایسه مزایا و معایب یک موتور دیزل، می توان به نفع یک موتور دیزل انتخاب کرد. این امر به ویژه با پیشرفت های فناوری در زمینه الکترونیک و واحدهای کنترل موتور تسهیل می شود. سیستم ریل مشترک و انژکتورهای الکترومغناطیسی پمپ سوخت فشار بالا را بسیار ساده می کند و واحد کنترل مصرف سوخت را به حداکثر می رساند، زیرا در هر حالت گذرا کار می کند و قادر است همه چیز را ردیابی کند.

روز خوب. فکر می کنم خیلی ها به این موضوع علاقه مند شوند. مزایا و معایب ... همه چیز در زیر.
در سال 1890، رودولف دیزل تئوری "موتور حرارتی اقتصادی" را توسعه داد، که به لطف فشرده سازی قوی در سیلندرها، کارایی آن را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. او در 23 فوریه 1893 حق امتیازی را برای موتور خود دریافت کرد. اولین نمونه اولیه کارآمد توسط دیزل در اوایل سال 1897 ساخته شد و در 28 ژانویه همان سال با موفقیت آزمایش شد.
جالب است که دیزل در کتاب خود به جای سوخت دیزلی که به آن عادت کرده ایم، گرد و غبار زغال سنگ را یک سوخت ایده آل معرفی کرده است. آزمایش‌ها عدم امکان استفاده از گرد و غبار زغال سنگ به عنوان سوخت را نشان داده‌اند که در درجه اول به دلیل خواص سایشی بالای آن است.

اما تئوری موتور دیزل توسط آکروید استوارت نیز مورد توجه قرار گرفت. او مزایای کار از نسبت تراکم بالا را در نظر نگرفت ، او به سادگی امکان حذف شمع ها را از موتور آزمایش کرد ، یعنی به بزرگترین مزیت - بهره وری سوخت توجه نکرد. شاید به همین دلیل است که در حال حاضر از اصطلاح "موتور دیزل"، "موتور دیزل" یا به سادگی "دیزل" استفاده می شود، زیرا نظریه رودولف دیزل پایه ای برای ایجاد موتورهای احتراق تراکمی مدرن شد. در آینده، برای حدود 20-30 سال، چنین موتورهایی به طور گسترده ای در مکانیسم های ثابت و نیروگاه های کشتی های دریایی مورد استفاده قرار گرفت، با این حال، سیستم های تزریق سوخت که در آن زمان وجود داشت، اجازه استفاده از موتورهای دیزلی را در واحدهای پرسرعت نمی داد. . سرعت چرخش کم، وزن قابل توجه کمپرسور هوای مورد نیاز برای عملکرد سیستم تزریق سوخت، استفاده از اولین موتورهای دیزلی را در وسایل نقلیه غیرممکن کرد.
در دهه 1920، مهندس آلمانی رابرت بوش، پمپ بنزین پرفشار داخلی را بهبود بخشید، دستگاهی که امروزه نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از سیستم هیدرولیک برای پمپاژ و تزریق سوخت، نیاز به کمپرسور هوای مجزا را بی نیاز کرد و افزایش بیشتر سرعت چرخش را ممکن ساخت. موتور دیزلی پرسرعت مورد تقاضا در این شکل به عنوان یک واحد نیرو برای حمل و نقل کمکی و عمومی به طور فزاینده ای محبوب شده است، با این حال، استدلال به نفع موتورهای با احتراق الکتریکی (اصل سنتی کار، سبکی و هزینه تولید کم) اجازه می دهد. تقاضای زیادی برای نصب بر روی خودروهای سواری و کوچک داشتند در دهه 50 و 60، دیزل به مقدار زیاد بر روی کامیون ها و کامیونت ها نصب می شد و در دهه 70، پس از افزایش شدید قیمت سوخت، تولید کنندگان خودروهای سواری کوچک ارزان قیمت در جهان توجه جدی به آن دارند.

اصول کار:
چرخه چهار زمانه
در اولین اندازه گیری(مصرف ورودی، پیستون پایین می رود) هوای تازه از طریق دریچه ورودی باز به داخل سیلندر کشیده می شود.
در اندازه گیری دوم(کورس فشار، پیستون بالا می رود) دریچه های ورودی و خروجی بسته می شود، هوا حدود 17 بار فشرده می شود (از 14: 1 تا 24: 1)، یعنی حجم آن 17 برابر کمتر از حجم کل سیلندر می شود و هوا کاهش می یابد. خیلی گرم
درست قبل از شروع اندازه گیری سوم(ضربه، پیستون پایین می آید) سوخت از طریق نازل انژکتور به محفظه احتراق تزریق می شود. هنگامی که تزریق می شود، سوخت به ذرات کوچک تبدیل می شود که به طور مساوی با هوای فشرده مخلوط می شوند تا یک مخلوط خود اشتعال ایجاد کنند. هنگامی که پیستون شروع به حرکت در سکته می کند، انرژی در طی احتراق آزاد می شود.
دریچه خروجی زمانی باز می شود که اندازه گیری چهارم(کورس اگزوز، پیستون بالا می رود) و گازهای خروجی از دریچه اگزوز عبور می کنند.

سیکل دو زمانه
پیستون در نقطه مرگ پایین قرار دارد و سیلندر پر از هوا است. در طول حرکت پیستون، هوا فشرده می شود. سوخت در نزدیکی نقطه مرگ بالا تزریق می شود و خود به خود مشتعل می شود. سپس یک ضربه کار وجود دارد - محصولات احتراق منبسط می شوند و انرژی را به پیستون منتقل می کنند که به سمت پایین حرکت می کند. دمیدن در نزدیکی نقطه مرده پایین انجام می شود - محصولات احتراق با هوای تازه جایگزین می شوند. چرخه به پایان می رسد.
برای پاکسازی، پنجره های پاکسازی در قسمت پایینی سیلندر چیده شده است. وقتی پیستون در پایین است، پنجره ها باز هستند. وقتی پیستون بالا می آید، پنجره ها را مسدود می کند.

از آنجایی که ضربات کاری دو برابر بیشتر در یک سیکل دو زمانه اتفاق می‌افتد، افزایش دو برابری قدرت در مقایسه با یک چرخه چهار زمانه قابل انتظار است. در عمل، این قابل درک نیست و یک موتور دیزل دو زمانه 1.6 - 1.7 برابر قدرتمندتر از حداکثر چهار زمانه با همان حجم است.
در حال حاضر، موتورهای دیزل دو زمانه به طور گسترده فقط در کشتی های دریایی بزرگ با محرک پروانه مستقیم (بدون دنده) استفاده می شود. اگر افزایش سرعت چرخش غیرممکن باشد، چرخه دو زمانه سودمند است. چنین دیزلی های کم سرعت تا 100000 اسب بخار قدرت دارند.

مزایا و معایب.
موتور بنزینی نسبتاً ناکارآمد است و فقط می تواند حدود 20-30٪ از انرژی سوخت را به کار مفید تبدیل کند. با این حال، یک موتور دیزل استاندارد معمولاً دارای راندمان 30 تا 40 درصد، دیزل‌های توربوشارژ و خنک‌کننده بیش از 50 درصد است (برای مثال، MAN S80ME-C7 تنها از 155 گرم در هر کیلو وات استفاده می‌کند و بازدهی 54.4 درصد را به دست می‌آورد. موتور دیزل، به دلیل استفاده از تزریق فشار بالا، الزاماتی را بر فراریت سوخت تحمیل نمی کند، که امکان استفاده از روغن های سنگین درجه پایین را در آن فراهم می کند.
موتور دیزل نمی تواند دورهای بالا را توسعه دهد - مخلوط زمان لازم برای سوختن در سیلندرها را ندارد. این منجر به کاهش قدرت ویژه موتور در هر لیتر حجم و در نتیجه کاهش قدرت ویژه به ازای هر کیلوگرم جرم موتور می شود.
موتور دیزل سوپاپ دریچه گاز ندارد، کنترل قدرت با تنظیم مقدار سوخت تزریق شده انجام می شود. این باعث عدم افت فشار در سیلندرها در دورهای پایین می شود. به همین دلیل، دیزل در دورهای پایین گشتاور بالایی تولید می کند، که باعث می شود خودروی دیزلی نسبت به همان خودروی با موتور بنزینی، نسبت به حرکت پاسخگوتر باشد. به همین دلیل، در حال حاضر اکثر خودروهای تجاری به موتورهای دیزلی مجهز هستند.
معایب آشکار موتورهای دیزل نیاز به استفاده از استارت با قدرت بالا، کدورت و انجماد سوخت دیزل تابستانی در دماهای پایین، مشکل در تعمیر تجهیزات سوخت است، زیرا پمپ های فشار قوی دستگاه هایی هستند که با دقت بالا ساخته می شوند. همچنین موتورهای دیزلی نسبت به آلودگی سوخت با ذرات مکانیکی و آب بسیار حساس هستند. چنین آلاینده هایی خیلی سریع تجهیزات سوخت را از کار می اندازند. تعمیر موتورهای دیزل، به عنوان یک قاعده، بسیار گران تر از تعمیر موتورهای بنزینی کلاس مشابه است. قدرت لیتری موتورهای دیزلی نیز معمولاً از موتورهای بنزینی پایین تر است ، اگرچه موتورهای دیزلی گشتاور یکنواخت تری در محدوده عملکرد خود دارند. شاخص های زیست محیطی موتورهای دیزلی تا همین اواخر به طور قابل توجهی پایین تر از موتورهای بنزینی بود. در موتورهای دیزل کلاسیک با تزریق مکانیکی کنترل‌شده، می‌توان فقط مبدل‌های اگزوز اگزوز اکسید کننده (در اصطلاح رایج «کاتالیزور») نصب کرد که در دمای گازهای خروجی بالاتر از 300 درجه سانتی‌گراد کار می‌کنند، که تنها CO و CH را به دی اکسید کربن (CO2) اکسید می‌کنند. آب برای انسان بی ضرر است همچنین قبلاً این خنثی کننده ها به دلیل مسمومیت با ترکیبات گوگردی (میزان ترکیبات گوگردی در گازهای خروجی مستقیماً به میزان گوگرد موجود در سوخت دیزل بستگی دارد) و رسوب ذرات دوده بر روی سطح کاتالیزور از کار می افتادند. وضعیت فقط در سال های اخیر در ارتباط با معرفی دیزل های به اصطلاح سیستم "Common-rail" شروع به تغییر کرد. در این نوع موتورهای دیزل، تزریق سوخت توسط انژکتورهای کنترل شده الکتریکی انجام می شود. پالس الکتریکی کنترلی توسط واحد کنترل الکترونیکی تامین می شود که سیگنال ها را از مجموعه ای از سنسورها دریافت می کند. سنسورها پارامترهای مختلف موتور را که بر مدت زمان و زمان پالس سوخت تأثیر می گذارد، نظارت می کنند. بنابراین، از نظر پیچیدگی، یک موتور مدرن - و از نظر زیست محیطی به تمیزی یک موتور بنزینی - یک موتور دیزلی به هیچ وجه پایین تر از همتای بنزینی خود نیست و در تعدادی از پارامترهای پیچیدگی به طور قابل توجهی از آن پیشی می گیرد. بنابراین، به عنوان مثال، اگر فشار سوخت در نازل های یک موتور دیزل معمولی با تزریق مکانیکی از 100 تا 400 بار باشد، در جدیدترین سیستم های Common-rail بین 1000 تا 2500 بار است که مشکلات قابل توجهی را به دنبال دارد. . همچنین، سیستم کاتالیزوری موتورهای دیزلی حمل و نقل مدرن بسیار پیچیده تر از موتورهای بنزینی است، زیرا کاتالیزور باید در شرایط ترکیب ناپایدار گازهای خروجی، و در برخی موارد معرفی به اصطلاح " بتواند" کار کند. فیلتر ذرات" مورد نیاز است. "فیلتر ذرات" یک ساختار کاتالیزور مانند است که بین منیفولد اگزوز دیزل و کاتالیزور در جریان اگزوز نصب می شود. دمای بالایی در فیلتر ذرات ایجاد می شود که در آن ذرات دوده می توانند توسط اکسیژن باقی مانده در گازهای خروجی اکسید شوند. با این حال ، مقداری از دوده همیشه اکسید نمی شود و در "فیلتر ذرات" باقی می ماند ، بنابراین برنامه واحد کنترل به طور دوره ای موتور را با اصطلاح "پس از تزریق" به حالت تمیز کردن "فیلتر ذرات" تغییر می دهد. تزریق مقدار اضافی سوخت به سیلندرها در پایان مرحله احتراق به منظور افزایش دمای گازها و بر این اساس با سوزاندن دوده انباشته شده فیلتر را تمیز می کند. استاندارد واقعی در طراحی موتورهای دیزل حمل و نقل به وجود یک توربوشارژر تبدیل شده است و در سال های اخیر - به اصطلاح "اینترکولر" - یعنی دستگاهی که هوای فشرده شده توسط یک توربوشارژر را خنک می کند. سوپرشارژر این امکان را فراهم می کند که ویژگی های قدرت ویژه موتورهای دیزل انبوه را افزایش دهد، زیرا اجازه می دهد مقدار بیشتری از هوا در طول چرخه کاری از سیلندرها عبور کند.

و در نهایت، جالب ترین چیز. افسانه ها در مورد موتورهای دیزلی

موتور دیزل خیلی کند است.
موتورهای دیزلی مدرن با سیستم توربوشارژ بسیار کارآمدتر از موتورهای قبلی خود هستند و حتی گاهی اوقات از نمونه های بنزینی تنفس طبیعی (غیر توربوشارژ) خود با همان حجم موتور بهتر عمل می کنند. نمونه اولیه دیزلی آئودی R10 که در مسابقه 24 ساعته در لمانز پیروز شد و موتورهای جدید BMW که از نظر قدرت از موتورهای بنزینی تنفس طبیعی (بدون توربوشارژ) کم نیستند و در عین حال بسیار زیاد هستند گواه این موضوع است. گشتاور

صدای موتور دیزل خیلی زیاد است.
دیزلی که به درستی تنظیم شده باشد فقط کمی "بلندتر" از گازوئیل بنزینی است که فقط در حالت دور آرام قابل توجه است. عملا هیچ تفاوتی در حالت های عملکرد وجود ندارد. موتور با صدای بلند کارکرد نادرست و نقص احتمالی را نشان می دهد. در واقع، دیزل های قدیمی با تزریق مکانیکی کار بسیار سختی دارند. تنها با ظهور سیستم‌های سوخت با فشار بالا ("Common-rail") موتورهای دیزل موفق شدند به طور قابل توجهی نویز را کاهش دهند، در درجه اول با تقسیم یک پالس تزریق به چند پالس (معمولا - از 2 تا 5 پالس).

موتور دیزل بسیار مقرون به صرفه تر است.
روزهایی که گازوئیل سه برابر بنزین ارزان تر بود، مدت هاست گذشته است. در حال حاضر تفاوت تنها حدود 10-30٪ در قیمت سوخت است. با وجود این واقعیت که گرمای ویژه احتراق سوخت دیزل (42.7 مگا ژول بر کیلوگرم) کمتر از بنزین (44-47 مگا ژول بر کیلوگرم) است، بازده اصلی به دلیل راندمان بالاتر موتور دیزل است. به طور متوسط، یک موتور دیزل مدرن تا 30٪ سوخت کمتری مصرف می کند. عمر مفید یک موتور دیزل در واقع بسیار بیشتر از یک موتور بنزینی است و می تواند به 400-600 هزار کیلومتر برسد. با وجود تمامی دلایل فوق، هزینه کارکرد موتور دیزل در صورت کارکرد صحیح، از موتور بنزینی بسیار کمتر نخواهد بود.[منبع مشخص نشده ۲۱۱ روز]

موتور دیزل در هوای سرد خوب روشن نمی شود.
با عملکرد مناسب و آمادگی برای زمستان هیچ مشکلی برای موتور پیش نخواهد آمد. به عنوان مثال، موتور دیزل VW-Audi 1.9 TDI (77 کیلووات / 105 اسب بخار) مجهز به سیستم استارت سریع است: شمع های برق در 2 ثانیه تا 1000 درجه گرم می شوند. این سیستم به شما امکان می دهد موتور را در هر شرایط آب و هوایی بدون پیش گرم کردن روشن کنید.

یک موتور دیزل را نمی توان برای استفاده از گاز ارزان تر به عنوان سوخت تبدیل کرد.
اولین نمونه‌های موتورهای دیزلی که با سوخت ارزان‌تر کار می‌کردند - گاز - در اوایل سال 2005 توسط شرکت‌های تیونینگ ایتالیایی که از متان به عنوان سوخت استفاده می‌کردند خوشحال شدند. در حال حاضر، گزینه های استفاده از گازوئیل های گاز پروپان با موفقیت خود را ثابت کرده اند، و همچنین راه حل های اصلی برای تبدیل یک موتور دیزل به یک موتور گازی، که به دلیل نسبت تراکم در ابتدا نسبت به موتور مشابه تبدیل شده از موتور بنزینی برتری دارد. .

در مورد موتور دیزل چه می توانید بگویید؟)

مقاله ای در مورد مزایا و معایب اصلی یک موتور دیزلی. ویژگی های مهم عملیات. در پایان مقاله - ویدیویی در مورد اینکه کدام موتور خنک تر است، بنزینی یا دیزلی!

محتوای مقاله:

هنگام خرید خودرویی با طیف گسترده ای از موتورهای ارائه شده، یک راننده همیشه با یک سوال دشوار روبرو می شود که نه تنها شامل انتخاب ترکیب بهینه قدرت و جابجایی، بلکه در کل نوع موتور نیز می شود. تقابل بین موتورهای دیزلی و واحدهای بنزینی سنتی مدت زیادی است که ادامه دارد. از آنجایی که هر دوی آنها دارای تعدادی مزایا و معایب هستند، آنها را با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد.

تفاوت های ظریف یک موتور دیزل چیست؟

اخیراً با توجه به این واقعیت که سوخت دیزل تقریباً نصف قیمت بنزین است ، معایب چنین موتوری نادیده گرفته شد ، زیرا سوخت ارزان با مصرف کم و قابلیت های کشش عالی خودرو ترکیب شد.

معایب اصلی افزایش سطح نویز، بار ارتعاشی قوی و دینامیک شتاب کم بود.

اکنون شرایط به شدت تغییر کرده است و سوخت دیزل خوب، با وجود اینکه در واقع محصول جانبی پالایش نفت است، از بنزین گران‌تر است. علاوه بر این، خود موتور دیزلی به طور قابل توجهی گرانتر و کارکرد و نگهداری از موتورهای بنزینی دشوارتر است.

با چنین نسبتی از عوامل، انتخاب دیگر محدود به رانندگی اندازه‌گیری شده، اقتصادی یا پویا نیست، بلکه کمی مصرف‌پذیرتر است. اصل مصلحت خرید خودرو با سوخت دیزل جای سوال دارد، زیرا علیرغم کار عظیمی که در جهت رفع نقاط ضعف آن انجام شده است، هنوز برخی از کاستی ها قابل رفع نبوده است.

ما در این مقاله خودروهای تجاری را در نظر نخواهیم گرفت که مهمترین شاخص آنها کشش تحت بار زیاد و همچنین کارایی است، زیرا اکثر ناوگان خودروهای تجاری به هیچ وجه نسخه های بنزینی را ارائه نمی دهند. این به این دلیل است که یک موتور دیزلی با حجم زیاد در بارهای بالا از نظر اقتصادی نسبت به همتای بنزینی خود ارجحیت دارد. از این گذشته، وقتی صحبت از مصرف سوخت ده ها لیتر در هر صد کیلومتر می شود، حتی صرفه جویی های کوچک از نظر پولی چشمگیر به نظر می رسد.

علاوه بر این برای چنین خودروهایی رانندگی با سرعت بالا اصلاً ضروری نیست. یک موتور بنزینی مستعد افزایش قابل توجه مصرف سوخت در حداکثر بار است، یک دیزل در این وضعیت پایدارتر است.

ویژگی های طراحی موتور دیزل

استفاده از سوخت سنگین مستلزم اصول کاملاً متفاوت عملکرد یک موتور دیزل است که در طراحی آن منعکس شده است. هر از گاهی اخباری منتشر می شود مبنی بر اینکه یک کارخانه خاص در تولید موتورهای دیزلی بر اساس نسخه بنزینی تسلط یافته است ، این عمدتاً به تولید قدیمی موتورهای کم مصرف اشاره دارد که به دلیل قابلیت اطمینان خود مشهور نیستند. همانطور که کارشناسان اذعان دارند، مطلوب است که موتورهای دیزلی و بنزینی قطعات مشترک نداشته باشند و مستقل از یکدیگر ایجاد شوند.

اول از همه، موتور دیزل از آلیاژهای بسیار بادوام تر ساخته شده است و قطعات آن مانند بلوک سیلندر، پیستون، شاتون و میل لنگ برای بارهای بسیار بالاتر طراحی شده اند. این به این دلیل است که نسبت تراکم موتور دیزل 19-24 واحد است در حالی که موتور بنزینی فقط 9-12 واحد دارد. این امر منجر به افزایش وزن و ابعاد دستگاه می شود.

تفاوت اصلی در منبع تغذیه و سیستم جرقه زنی نهفته است. در یک موتور بنزینی، تشکیل مخلوط در سیستم مکش رخ می دهد، یعنی مخلوط آماده ای از سوخت و هوا وارد سیلندر می شود که توسط یک شمع مشتعل می شود. در دیزل، همه چیز تا حدودی پیچیده تر است - ابتدا هوا وارد محفظه احتراق می شود که تا 800 درجه سانتیگراد گرم می شود، پس از آن سوخت تحت فشار بسیار زیاد به آنجا تزریق می شود و مخلوط حاصل توسط یک شمع درخشنده مشتعل می شود.

در طی فرآیند احتراق، فشار عظیمی ایجاد می شود که گشتاور زیادی را فراهم می کند، اما در عین حال منجر به افزایش نویز می شود. این اصل عملکرد، عملکرد پایدار موتور بدون سوخت را تضمین می کند، که شاخص های بازده خوبی را ارائه می دهد.

هنگام کار با موتور دیزل باید به کیفیت سوخت توجه زیادی کرد، زیرا پمپ های سوخت پرفشار مورد استفاده بسیار گران تر از یک پمپ بنزین ساده هستند.

این سیستم قدرت موتور در حال حاضر گسترده ترین است، اما گزینه های عجیب تری نیز با نازل پمپ وجود دارد، که در آن عملکردهای تامین و پاشش سوخت ترکیب شده است، که باعث می شود تنها یک عنصر در صورت خرابی جایگزین شود، اما دیزل را می سازد. موتور حتی بیشتر خواستار است. علاوه بر این، چنین واحدهایی قابل تعمیر نیستند.

هزینه بالای چنین موتوری همچنین به این دلیل است که اغلب به تعدادی سیستم کمکی مهم مانند گرم کردن مخزن سوخت و خط برگشت، فیلترهای ذرات و بالشتک های میرایی تقویت شده مجهز است.

علاوه بر این، اکثر موتورهای دیزل مدرن مجهز به توربوشارژ هستند که می تواند عملکرد دینامیکی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و به حداکثر دورها سرعت بخشد، در حالی که راندمان نیز اندکی بهبود می یابد. عامل منفی اصلی قیمت خود توربوشارژر و جایگزینی آن است. این دستگاه برای عمر مفید کمتری نسبت به موتور طراحی شده است، بعلاوه نسبت به کیفیت مایعات کار و مواد مصرفی بسیار حساس است. در برخی موارد تعمیر آن ارائه نمی شود، کل کمپرسور عوض می شود.

برخلاف تصور رایج، موتورهای دیزلی، مانند موتورهای بنزینی، می توانند دستخوش تعمیرات اساسی شوند که فناوری های آنها بسیار مشابه است. تنها چیزی که باید در نظر بگیرید اگر یک خودروی دست دوم می‌خرید یا می‌خواهید سال‌ها از آن استفاده کنید، طراحی بلوک سیلندر است.

موتورهای دیزلی وجود دارند که در آنها بلوک سیلندر و سر آن در یک عنصر جدا ناپذیر ترکیب می شوند که منجر به نیاز به جستجوی کارگاه های تخصصی می شود که می توانند شیارهایی با طراحی مشابه انجام دهند. اکثر خدمات به سادگی چنین تجهیزاتی ندارند.

نحوه کارکرد صحیح موتور دیزل

همانطور که برای مصرف کننده نهایی، مهم است که او تفاوت های ظریف یک موتور دیزل، مانند استفاده از انواع مختلف دیزل در زمستان و تابستان را به خاطر بسپارد. واقعیت این است که سوخت دیزل در دمای منفی غلیظ می شود و جرم ژل مانند حاصل می تواند به سادگی سیستم سوخت را مسدود کرده و حتی به آن آسیب برساند، بنابراین قبل از شروع هوای سرد، سوخت دیزل با افزودنی های ویژه به پمپ بنزین وارد می شود.

یادآوری این نکته برای کسانی که به ندرت از خودرو استفاده می کنند مهم است، زیرا پس از سوخت گیری در فصل گرما، دیگر امکان خروج در زمستان وجود نخواهد داشت. برای انجام این کار، باید مواد افزودنی را خریداری کرده و خودتان به مخزن اضافه کنید. فناوری قدیمی اضافه کردن مقدار کمی نفت سفید به یک سولاریوم تابستانی می تواند برای یک موتور مدرن مضر باشد.

عملکرد زمستانی موتور دیزل همچنین با این واقعیت همراه است که گرم شدن بسیار آهسته آن به شما امکان نمی دهد به سرعت گرمایش داخلی را از سیستم گرمایش استاندارد بدست آورید. برای خودروهایی با فضای داخلی بزرگ، و همچنین برای SUV ها و استیشن واگن ها، این امر منجر به نیاز به نصب بخاری کمکی می شود.

این واقعیت را فراموش نکنید که نظارت دقیق بر سطح سوخت ضروری است، زیرا اگر بنزین تمام شود، کافی است آن را به باک اضافه کنید، در مورد موتور دیزل، هوا وارد سیستم می شود که این امر باعث می شود اجازه ندهید موتور بدون پمپاژ خاصی روشن شود.

برخلاف مدل‌های قدیمی‌تر، موتورهای دیزلی مدرن به شدت به کیفیت سوخت حساس هستند و بی‌توجهی به این واقعیت می‌تواند منجر به تعمیرات بسیار گران‌تری نسبت به نمونه‌های بنزینی شود.

در مقابل این پس زمینه، ناچیزترین ایراد موتور دیزل، محدوده عملیاتی نسبتاً باریکی است که در واقع به نیاز به تعویض دنده بیشتر تبدیل می شود. البته در مورد "اتوماتیک" این واقعیت نامحسوس می شود، اما نیاز به دنده های بیشتر آشکار است.

یک موتور دیزل مدرن به معنای واقعی کلمه با سیستم های الکترونیکی مختلف بسته بندی شده است، بنابراین تعمیر و نگهداری باید فقط در یک مرکز مجاز انجام شود. علاوه بر این، برای این موتورها، تعویض سیالات کار باید تقریبا دو برابر انجام شود.

برای بسیاری از دارندگان خودرو، ایمنی یک عامل مهم است. احتراق سوخت دیزل بسیار دشوار است و مستعد احتراق یا انفجار خود به خودی نیست، بنابراین در صورت نشت مخزن سوخت در نتیجه یک حادثه جدی، خطر آتش سوزی بسیار کم است.

مبارزه با معایب دیزل

تمام معایب فوق موتورهای دیزلی به دلایل عینی و ویژگی های طراحی آنها است، بنابراین در برخی موارد خلاص شدن از شر آنها تقریبا غیرممکن است.

به عنوان مثال، افزایش ارتعاش با افزایش شدید فشار در محفظه احتراق در وسط چرخه کار همراه است، بنابراین، مبارزه با این پدیده در دو جهت انجام می شود - کاهش عواقب، یعنی استفاده از موتور. بالشتک هایی که به طور موثر ارتعاشات را مرطوب می کنند و حالت کار را تنظیم می کنند. در مورد دومی ، موتورهای دیزل مدرن با نسبت تراکم کاهش یافته متمایز می شوند ، این تا حدودی روند را تثبیت می کند ، اما به تدریج دیزل را از مزایای آن - گشتاور و اقتصاد محروم می کند.

کاهش نسبت تراکم تأثیر مثبتی در کاهش نویز دارد، اما همانطور که قبلاً ذکر شد، عوامل منفی زیادی برای چنین راه حلی وجود دارد. تنها راه منطقی تا کنون استفاده از عایق صوتی موثر است.

راه‌حل‌های گران‌تر به شکل لرزشگیرهای پیچشی نیز معایب این نوع موتورها را کاهش می‌دهند، اما علاوه بر افزایش هزینه‌ها، منجر به پیچیدگی بیشتر فرآیند تعمیر و نگهداری می‌شوند.

کار جدی برای بهبود محفظه احتراق برای اطمینان از تشکیل مخلوط با کیفیت بالا با ایجاد گرداب های متلاطم در آن در حال انجام است. برای تثبیت فرآیند احتراق و کاهش انفجار، موتورهایی با دو نازل در هر سیلندر ساخته شده اند که با این حال منجر به افزایش قابل توجه هزینه سازه می شود.

علاوه بر این، برای کامل شدن احتراق سوخت، از یک سیستم گردش مجدد استفاده می شود که بخشی از اگزوز را به سمت منیفولد ورودی هدایت می کند، که باعث کاهش دما در محفظه احتراق می شود و می تواند منجر به سایش زودرس شود، زیرا تمیز کردن کامل آن تقریبا غیرممکن است. گازهای حاصل از ذرات جامد دوده

مزایای واحد دیزل در خودرو

بیایید مزایای اصلی موتور دیزل را فهرست کنیم:

• سودآوری؛
• منبع بیشتر؛
• نسبت رانش به وزن و گشتاور بسیار زیاد در دورهای پایین.

همانطور که می بینید، معایب چنین موتوری به طور قابل توجهی بیشتر است، اما مزایای آن به قدری قابل توجه است که تحت شرایط خاص تمام عوامل منفی را به طور کامل پوشش می دهد. با تاسف فراوان، بسیاری از روش های مقابله با معایب به طور قابل توجهی مزیت های رقابتی را کاهش می دهد، بنابراین، انتخاب چنین موتوری باید آگاهانه باشد و همه جوانب مثبت و منفی داشته باشد.

تنها عامل منفی که به طور کامل حذف شد، امکان خود تخریبی موتور دیزل است. به این پدیده «پدلینگ» می گفتند و شامل مجموعه ای از چرخش های کنترل نشده توسط موتور تا خرابی می شد. سیستم منبع تغذیه مدرن و الکترونیک امکان چنین وضعیتی را رد می کند.

نتیجه گیری موتور دیزل

بنابراین، موتور دیزل یک راه حل موجه در هنگام رانندگی شدید، حمل مقدار زیادی محموله یا بارگیری کامل با مسافران، هنگام یدک کشی تریلر یا رانندگی خارج از جاده است.

در مورد رانندگی آرام در جاده های خوب، کارایی این نوع موتورها به سادگی برای جبران قیمت آن و همچنین پیچیدگی و هزینه تعمیر و نگهداری وقت ندارد. شایان ذکر است که کاستی های یک موتور دیزل در سطح فنی مدرن فقط به حداقل رسیده است، اما از بین نرفت.

ویدئویی در مورد موتور خنک تر، بنزینی یا دیزلی:

موتور دیزل یک موتور احتراق داخلی است که توسط رودلف دیزل در سال 1897 اختراع شد. دستگاه موتور دیزل آن سالها امکان استفاده از روغن، روغن کلزا و انواع جامد مواد قابل احتراق را به عنوان سوخت فراهم کرد. به عنوان مثال، گرد و غبار زغال سنگ.

اصل عملکرد موتور دیزل زمان ما تغییر نکرده است. با این حال، موتورها تکنولوژیک‌تر شده‌اند و کیفیت سوخت را سخت‌تر کرده‌اند. امروزه تنها از سوخت دیزل با کیفیت بالا در موتورهای دیزل استفاده می شود.

موتورهای دیزلی به دلیل بهره وری سوخت و کشش خوب در سرعت های پایین میل لنگ متمایز می شوند، بنابراین به طور گسترده در کامیون ها، کشتی ها و قطارها استفاده می شوند.

از آنجایی که راه حل مشکل سرعت بالا (موتورهای دیزلی قدیمی، با استفاده مکرر در سرعت های بالا، به سرعت شکست خورد)، موتورهای مورد نظر اغلب بر روی خودروهای سواری نصب می شدند. دیزل های طراحی شده برای رانندگی با سرعت بالا سیستم توربوشارژ دریافت کردند.

اصل کار موتور دیزل

اصل کار یک موتور دیزلی با موتورهای بنزینی متفاوت است. هیچ شمع وجود ندارد و سوخت به طور جداگانه از هوا به سیلندرها عرضه می شود.

چرخه عملکرد چنین واحد نیرو را می توان به صورت زیر نشان داد:

• بخشی از هوا به محفظه احتراق موتور دیزل عرضه می شود.
• پیستون بالا می رود و هوا را فشرده می کند.
• از فشرده سازی، هوا تا دمای حدود 800 درجه سانتیگراد گرم می شود.
• سوخت به سیلندر تزریق می شود.
• سوخت دیزل مشتعل می شود که منجر به پایین آمدن پیستون و اجرای ضربه کار می شود.
• محصولات احتراق با دمیدن در درگاه های خروجی حذف می شوند.

نحوه کار یک موتور دیزل به اقتصاد آن بستگی دارد. در یک واحد کار، از مخلوط بدون چربی استفاده می شود که باعث صرفه جویی در مقدار سوخت در باک می شود.

موتور دیزل چگونه کار می کند

تفاوت اصلی بین طراحی موتور دیزل و موتورهای بنزینی وجود پمپ سوخت فشار قوی، انژکتورهای دیزل و عدم وجود شمع است.

ترتیب کلی این دو نوع واحد قدرت تفاوتی ندارد. هر دو دارای میل لنگ، میله های اتصال، پیستون هستند. در عین حال، تمام عناصر یک موتور دیزل تقویت می شوند، زیرا بارهای روی آنها بیشتر است.

توجه: برخی از موتورهای دیزلی دارای شمع های درخشان هستند که توسط رانندگان با آنالوگ شمع ها اشتباه گرفته می شود. در حقیقت، موضوع این نیست. شمع های برق برای گرم کردن هوا در سیلندرها در شرایط یخبندان استفاده می شود.

در عین حال، موتور دیزل روشن تر است. شمع های جرقه در موتورهای بنزینی برای احتراق مخلوط هوا و سوخت در حین کار موتور استفاده می شود.

سیستم تزریق در موتورهای دیزل به طور مستقیم، زمانی که سوخت به طور مستقیم وارد محفظه می شود، یا غیرمستقیم، زمانی که احتراق در پیش محفظه اتفاق می افتد (محفظه گرداب، محفظه جلو) ساخته می شود. این یک حفره کوچک در بالای محفظه احتراق است که دارای یک یا چند سوراخ است که هوا از طریق آن وارد آن می شود.

چنین سیستمی به تشکیل مخلوط بهتر، افزایش یکنواخت فشار در سیلندرها کمک می کند. اغلب در اتاقک های گردابی است که از شمع های درخشان برای تسهیل شروع سرد استفاده می شود. با چرخاندن سوئیچ احتراق، فرآیند گرم کردن شمع ها به طور خودکار شروع می شود.

مزایا و معایب یک موتور دیزلی

مانند هر نوع دیگر از واحدهای قدرت، موتور دیزل دارای ویژگی های مثبت و منفی است. "مزایای" یک موتور دیزل مدرن عبارتند از:

• سودآوری؛
• کشش خوب در محدوده دور در دقیقه وسیع؛
• منابع بیشتر از آنالوگ بنزین.
• انتشارات مضر کمتر

دیزل بدون اشکال نیست:

• موتورهایی که مجهز به شمع برق نیستند در یخبندان به خوبی روشن نمی شوند.
• دیزل گرانتر است و نگهداری آن دشوارتر است.
• الزامات بالا برای کیفیت و به موقع بودن خدمات؛
• الزامات بالا برای کیفیت مواد مصرفی؛
• صدای بیشتر از موتورهای بنزینی

موتور دیزلی توربوشارژ

اصل کار یک توربین روی موتور دیزل عملاً با موتورهای بنزینی تفاوتی ندارد. نکته اصلی تزریق هوای اضافی به سیلندرها است که به طور طبیعی میزان سوخت ورودی را افزایش می دهد. با توجه به این، افزایش جدی در قدرت موتور ذکر شده است.

دستگاه توربین موتور دیزل نیز تفاوت قابل توجهی با همتای بنزینی خود ندارد. این دستگاه شامل دو پروانه است که به طور سفت و سخت به یکدیگر متصل شده اند و بدنه ای شبیه به حلزون است. 2 ورودی و 2 خروجی روی بدنه توربوشارژر وجود دارد. یک قسمت از مکانیسم در منیفولد اگزوز و قسمت دیگر در ورودی تعبیه شده است.

طرح کار ساده است: گازهایی که از یک موتور در حال کار خارج می شوند، پروانه اول را می چرخانند، که پروانه دوم را می چرخاند. پروانه دوم که در منیفولد ورودی نصب شده است، هوای اتمسفر را به داخل سیلندرها پمپ می کند. افزایش عرضه هوا منجر به افزایش عرضه سوخت و افزایش قدرت می شود. این به موتور اجازه می دهد تا حتی در دورهای پایین سرعت بیشتری بگیرد.

توربویاما

در حین کار، توربین می تواند تا 200 هزار دور در دقیقه انجام دهد. چرخاندن آن تا سرعت چرخش مورد نیاز بلافاصله غیرممکن است. این منجر به ظاهر به اصطلاح. تاخیر توربو، زمانی که مدتی (1-2 ثانیه) از لحظه فشار دادن پدال گاز تا شروع شتاب گیری شدید می گذرد.

مشکل با نهایی کردن مکانیزم توربین و نصب چندین پروانه در اندازه های مختلف حل می شود. در این حالت، پروانه های کوچک فوراً به سمت بالا می چرخند و پس از آن توسط عناصر بزرگ سبقت می گیرند. این رویکرد به شما امکان می دهد تقریباً به طور کامل تاخیر توربو را از بین ببرید.

توربین هایی با هندسه متغیر VNT (Variable Nozzle Turbine) نیز تولید می شوند که برای حل همین مشکلات طراحی شده اند. در حال حاضر، تعداد زیادی اصلاحات در این نوع توربین وجود دارد. تصحیح هندسه نیز با موفقیت با وضعیت معکوس مقابله می کند، زمانی که چرخش ها و هوای زیادی وجود دارد و لازم است چرخش های پروانه کاهش یابد.

مشاهده شده است که اگر از هوای سرد برای تشکیل مخلوط استفاده شود، راندمان موتور تا 20 درصد افزایش می یابد. این کشف منجر به توسعه یک خنک کننده داخلی شد، یک عنصر اضافی از توربین ها که کارایی را افزایش می دهد.

توربین یک ماشین مدرن باید به درستی نگهداری شود. مکانیزم فوق العاده به کیفیت روغن موتور و گرمای بیش از حد حساس است. بنابراین، توصیه می شود روغن را حداقل پس از 5-7 هزار کیلومتر تعویض کنید.

علاوه بر این، پس از توقف خودرو، موتور احتراق داخلی باید 1-2 دقیقه روشن بماند. این اجازه می دهد تا توربین خنک شود (زمانی که گردش روغن به طور ناگهانی متوقف شود، بیش از حد گرم می شود). متأسفانه، حتی با عملکرد مناسب، منبع کمپرسور به ندرت از 150 هزار کیلومتر فراتر می رود.

نکته: بهترین راه حل برای مشکل داغ شدن بیش از حد توربین در موتورهای دیزلی نصب تایمر توربو است. دستگاه پس از خاموش کردن جرقه موتور را برای مدت زمان مورد نیاز روشن می کند. پس از پایان دوره مورد نیاز، الکترونیک خود واحد برق را خاموش می کند.

ساختار و اصل عملکرد موتور دیزل آن را به یک واحد ضروری برای وسایل نقلیه سنگین که نیاز به کشش خوب در پایین دارند تبدیل می کند. موتورهای دیزلی مدرن با موفقیت یکسان در خودروهای سواری کار می کنند که نیاز اصلی آن شتاب و زمان شتاب است.

تعمیر و نگهداری دشوار دیزل با دوام، کارایی و قابلیت اطمینان در هر شرایطی جبران می شود.