La storia del diesel inizia quasi con l'invenzione del motore a benzina. Nikolaus August Otto inventò e brevettò il motore a benzina nel 1876, che utilizzava il principio di combustione a quattro tempi, noto anche in occidente come " Ciclo Otto", e questa è la premessa di base per la maggior parte dei motori automobilistici di oggi. Nelle sue prime fasi, tuttavia, il motore a benzina era estremamente inefficiente nel suo funzionamento, quindi a quei tempi il motore a vapore era ampiamente utilizzato per molto tempo per trasportare tutto ciò di cui aveva bisogno Lo svantaggio principale di entrambi i motori era che utilizzavano effettivamente solo il 10 percento circa del carburante che entrava in questi tipi di motori, il resto veniva semplicemente trasformato in calore inutile e la benzina usciva con lo scarico incombusto .

Motore diesel Porsche Cayenne S del 2013

Già 2 anni dopo - nel 1878 - Rudolf Diesel, mentre visitava un liceo politecnico in Germania (l'equivalente di un'università di ingegneria in Russia), apprese della bassa efficienza dei motori a benzina e a vapore. Queste informazioni inquietanti lo hanno ispirato a creare un motore che potesse funzionare con una maggiore efficienza e ha dedicato la maggior parte del suo tempo allo sviluppo di una tale tecnologia che ci avrebbe permesso di utilizzare le risorse naturali del nostro pianeta in modo molto più efficiente. E infine, solo nel 1892 Diesel ricevette un brevetto per quello che oggi chiamiamo un motore diesel.

Rudolf Diesel e il motore diesel da lui inventato

Ma se i motori diesel sono così efficienti, perché non li usiamo più spesso? Perché non li usiamo dopo tutto? Potresti vedere le parole "diesel", "olio solare" e pensare a pesanti camion che emettono fumo nero e fumoso dai loro lunghi tubi di scarico mentre azionano i motori e fanno un rumore sferragliante piuttosto forte mentre lo fanno. Questa immagine negativa dei camion diesel ha reso il diesel meno attraente per i conducenti ordinari nel nostro paese, sebbene il diesel sia ottimo per il trasporto di grandi quantità su lunghe distanze, non è quasi mai stata la scelta migliore per le auto. Tuttavia, oggi la situazione sta cominciando a cambiare e anche le versioni a pagamento delle autovetture e occasionalmente anche delle auto sportive sono dotate di un motore diesel, poiché le moderne tecnologie hanno notevolmente migliorato il motore diesel, rendendolo molto più pulito (più ecologico) e meno rumoroso.

E questo è un motore diesel di una grande nave con una capacità di circa 10.000 cavalli.

Nello spiegare come funziona un motore diesel, ci baseremo su ciò che già sai su come funziona un motore a benzina a quattro tempi. Pertanto, se non l'hai già fatto, probabilmente faresti meglio a leggere prima per acquisire alcune conoscenze e nozioni di base sulle basi del motore a combustione interna.

Diesel vs benzina

In teoria, i motori diesel e benzina sono molto simili. Entrambi sono motori a combustione interna progettati per convertire l'energia chimica del carburante in energia meccanica disponibile per l'ulteriore movimento dell'auto. Questa energia meccanica si ottiene muovendo i pistoni su e giù all'interno dei cilindri. I pistoni sono collegati all'albero motore tramite bielle e l'albero motore stesso ha una forma a zigzag: si scopre che il movimento lineare dei pistoni crea il movimento rotatorio dell'albero motore, necessario per girare le ruote dell'auto e impostare it (auto) in movimento.

In tal modo, sia i motori diesel che quelli a benzina convertono il carburante in energia meccanica attraverso una serie di piccole esplosioni che spingono fuori i pistoni, facendoli muovere. La principale differenza tra un "motore" diesel e uno a benzina è ciò che provoca queste esplosioni. In un motore a benzina, il carburante viene miscelato con l'aria, compresso dai pistoni e acceso da una scintilla che proviene dalle candele. In un motore diesel, invece, l'aria viene prima compressa dal pistone e solo successivamente viene iniettato il carburante. Poiché l'aria si riscalda, quando viene compressa, il carburante si accende.

Come funziona un motore diesel?

L'animazione qui sotto mostra come funziona il motore diesel, in azione - anche 4 cicli di lavoro. Puoi confrontarlo con l'animazione di un motore a benzina e vedere le differenze.

Il motore diesel utilizza un ciclo di combustione a quattro tempi:

1. corsa di aspirazione- quando la valvola di aspirazione si apre, immettendo aria. In questo momento, il pistone si abbassa, aspirando aria.
2. corsa di compressione- il pistone si solleva e comprime l'aria, che non ha dove andare, poiché la valvola di aspirazione si è chiusa.
3. Corsa di accensione Quando il pistone raggiunge la sua sommità (punto morto superiore, PMS), il carburante viene iniettato al momento giusto e si accende, spingendo il pistone verso il basso.
4. Corsa di scarico- il pistone si rialza spingendo fuori dalla valvola di scarico i gas di scarico creati dalla combustione della miscela aria-carburante.

Ecco tutti i 4 cicli di un motore diesel, ma ancora più semplici:

Va ricordato che un motore diesel, a differenza di un motore a benzina, non ha candele e lascia entrare prima l'aria nei cilindri, quindi il carburante diesel (la miscela aria-carburante entra nei cilindri di un motore a benzina già pronto) . È il calore dell'aria compressa che accende il carburante in un motore diesel.

Un punto interessante: durante il suo funzionamento, la miscela aria-carburante in un motore diesel viene compressa molto di più che in un motore a benzina - se un motore a benzina comprime carburante e aria in un rapporto da 8:1 a 12:1, un motore diesel comprime l'aria in un rapporto da 14:1 a più di 25:1.

Iniettore (ugelli) in un diesel

Una grande differenza tra un motore diesel e un motore a benzina è il processo di iniezione del carburante. La maggior parte dei motori delle auto utilizza un iniettore per questo (o in rari casi oggi un carburatore). L'iniettore inietta carburante appena prima della corsa di aspirazione (all'esterno del cilindro). Il carburatore miscela aria e carburante molto prima che l'aria entri nel cilindro. Nel motore di un'auto, quindi, tutto il carburante viene caricato nel cilindro durante la corsa di aspirazione e quindi compresso dal pistone. La compressione della miscela aria-carburante limita il rapporto di compressione del motore: se viene compressa troppa aria, la miscela aria-carburante si accenderà spontaneamente e rovinerà il motore, poiché la corsa di accensione inizierà prima che il pistone raggiunga il suo punto più alto.

Utilizzo di motori diesel iniezione diretta di carburante- il gasolio viene iniettato direttamente nel cilindro dopo l'ingresso dell'aria. Iniettore o, più correttamente, iniettori di carburante in un motore diesel, è il componente più complesso e, va notato, oggetto di un'ampia quota di esperimenti: in ogni motore specifico, l'iniettore può essere posizionato in una varietà di luoghi, a volte inaspettati. L'iniettore deve essere in grado di resistere alla temperatura e alla pressione che si creano all'interno del cilindro e deve anche essere in grado di erogare carburante sotto forma di una nebbia sottile. Fare in modo che questa nebbia sia distribuita uniformemente in tutto il cilindro è un grosso problema, motivo per cui numerosi motori diesel utilizzano valvole di aspirazione speciali, camere di precombustione o altri dispositivi per far vorticare l'aria nella camera di combustione o altrimenti migliorare il processo di accensione e ardente.

Funzionamento iniettore carburante

Alcuni motori diesel contengono una candela. Quando un motore diesel è freddo, il processo di compressione potrebbe non aumentare l'aria compressa a una temperatura sufficientemente alta per accendere il carburante. Speciale candeletta in un diesel è essenzialmente un filo di riscaldamento elettrico (pensa ai fili caldi che hai visto in un tostapane) che riscalda la camera di combustione e quindi aumenta la temperatura dell'aria quando il motore è freddo in modo che il motore possa avviarsi.

Tutte le funzioni di un moderno motore diesel sono controllate da un computer e da un sofisticato set di sensori che misurano quasi tutto, dalla velocità dell'albero motore al sistema di raffreddamento del motore e alla temperatura dell'olio, e persino la posizione del motore rispetto all'orizzonte. Le candelette sono usate raramente oggi su motori più potenti. Vengono invece utilizzate altre tecnologie, la più comune delle quali è una maggiore compressione dell'aria (per un maggiore riscaldamento) e la successiva iniezione di carburante.

Tuttavia, in alcuni motori diesel, non è possibile risolvere il problema dell'avviamento a basse temperature nel modo sopra descritto. Inoltre, ci sono motori che non dispongono di una tecnologia di controllo computerizzata così avanzata. Pertanto, l'uso delle candelette per i due casi sopra risolve il problema dell'avviamento a freddo.

Carburante diesel

Qualsiasi combustibile petrolifero proviene dal petrolio greggio, che viene estratto naturalmente dalla terra. Il petrolio greggio viene quindi lavorato nelle raffinerie e può essere separato in diversi tipi di carburante, tra cui benzina, carburante per aerei, cherosene e, naturalmente, carburante diesel.

Se hai mai provato a confrontare gasolio e benzina, allora sai che sono molto diversi. Anche il loro odore è molto diverso. Il carburante diesel è più pesante e più oleoso. Evapora molto più lentamente della benzina e il suo punto di ebollizione è in realtà più alto di quello dell'acqua. Probabilmente hai sentito spesso che il carburante diesel è chiamato "olio solare" - questo perché è così grasso (c'è una tale sostanza - olio solare, ed è stato spesso paragonato al gasolio in passato).

Il carburante diesel evapora più lentamente perché è più pesante. Contiene più atomi di carbonio a catena lunga rispetto alla benzina (la benzina ha tipicamente la formula chimica C9H20 (ma può variare a seconda della marca, del numero di ottani, ecc.), mentre il carburante diesel è tipicamente caratterizzato dalla formula C14H30). Ci vuole meno tempo e meno fasi di lavorazione per creare carburante diesel, e quindi dovrebbe essere più economico della benzina. Ma negli ultimi anni, però, la domanda di diesel è aumentata per diversi motivi, anche a causa della maggiore industrializzazione e costruzione nel nostro Paese, e quindi oggi il gasolio è più costoso della benzina.

Il carburante diesel ha un cosiddetto superiore densita 'energia rispetto alla benzina. In media, 1 gallone (3,8 litri) di carburante diesel contiene circa 155x10 6 joule di energia, mentre 1 gallone di benzina contiene 132x10 6 joule. Questo, combinato con la maggiore efficienza dei motori diesel dovuta al rapporto di compressione più elevato, spiega perché i motori diesel consumano molto meno carburante rispetto ai loro equivalenti motori a benzina.

Il carburante diesel viene utilizzato per alimentare un'ampia gamma di veicoli e altri macchinari. Ciò include, ovviamente, i camion diesel che vedi girare in autostrada, ma il diesel alimenta anche barche, scuolabus, treni, gru, attrezzature agricole e trattori, generatori di elettricità e molti, molti altri veicoli. Pensa a quanto sia importante il diesel per l'economia: senza l'elevata efficienza del diesel, l'industria edile e le imprese agricole soffrirebbero dei necessari investimenti in combustibili a basso consumo energetico ed efficienza. Circa il 94% del carico mondiale, inviato tramite camion, treni o navi, viene consegnato alle destinazioni finali utilizzando carburante diesel.

Miglioramento del motore diesel e del carburante diesel

Dal punto di vista ambientale, il diesel ha sia pro che contro. Inoltre, il diesel emette quantità molto piccole di monossido di carbonio, idrocarburi e anidride carbonica, le emissioni più riscaldanti a livello globale. L'aspetto negativo è che durante la combustione del carburante diesel vengono rilasciate grandi quantità di composti azotati e particolato (fuliggine), provocando piogge acide, smog e cattive condizioni di salute.

Durante la grande crisi petrolifera degli anni '70, le case automobilistiche europee iniziarono a pubblicizzare motori diesel per uso commerciale come alternativa alla benzina. Tuttavia, coloro che li hanno provati sono rimasti delusi: i motori erano molto rumorosi e quando gli utenti diesel hanno ispezionato le loro auto, potrebbero trovarle ricoperte di fuliggine nera, la stessa fuliggine responsabile dello smog nelle grandi città.

Negli ultimi 30-40 anni, tuttavia, sono stati apportati enormi miglioramenti alle prestazioni del motore diesel e alla pulizia del carburante diesel. I dispositivi di iniezione diretta sono ora controllati da computer avanzati che controllano la combustione del carburante, aumentando l'efficienza della riduzione delle emissioni. Combustibili diesel molto meglio raffinati come il diesel a bassissimo tenore di zolfo (ULSD) riducono le emissioni nocive. E l'aggiornamento dei motori per renderli compatibili con carburanti puliti diventa un compito semplice. Altre tecnologie, come filtri antiparticolato e convertitori catalitici, bruciano fuliggine e riducono le emissioni di particolato, monossido di carbonio e idrocarburi fino al 90%. Migliorando costantemente gli standard per carburanti più puliti, l'Unione Europea spingerà anche l'industria automobilistica a lavorare di più per ridurre le emissioni.

Potresti anche aver sentito il termine " biodiesel"È lo stesso del carburante diesel? Il biodiesel è un'alternativa o un additivo al carburante diesel che può essere utilizzato nei motori diesel con modifiche minime o nulle ai motori stessi. Tuttavia, come suggerisce il nome, il biodiesel non è prodotto dal petrolio, invece ci viene da oli vegetali o grassi animali che sono stati alterati chimicamente. Un fatto interessante: Rudolf Diesel stesso inizialmente considerava l'olio vegetale come combustibile per la sua invenzione.

Il biodiesel può essere utilizzato in combinazione con il normale carburante diesel o da solo. Puoi leggere di più sui combustibili alternativi

Lo scienziato francese S. Carnot nel 1824 creò le basi della termodinamica. In questo lavoro, tra le altre cose, ha sostenuto che è possibile far funzionare un motore termico in modo più economico portando il fluido di lavoro al punto di infiammabilità del carburante mediante compressione. Infatti, ha formulato il principio su cui funzionano i motori diesel. Restava solo da prendere e realizzare un tale motore. Ma questo ha dovuto aspettare per molti altri decenni.

Nel 1892, l'ingegnere tedesco Rudolf Diesel riceve un brevetto per il primo motore (mostrato in figura) che funziona con aria compressa fino al punto di infiammabilità. Nel 1987, il primo "motore diesel" (come i tedeschi chiamano motore ad accensione spontanea) iniziò a funzionare e dimostrò la sua efficacia.

Rispetto all'"otto-motor" (motore a benzina con candele), il nuovo motore era più pesante e all'inizio non suscitava molto entusiasmo. Ma solo all'inizio. Il design del motore diesel dei primi campioni includeva un compressore d'aria per l'iniezione di carburante.

Lo stesso Diesel inizialmente intendeva utilizzare un'opzione molto esotica: la polvere di carbone. Una miscela di polvere di carbone e aria, ovviamente, è in grado di funzionare in un motore, ma per quante ore le particelle abrasive divoreranno anelli, pistoni, sedi e piastre delle valvole, in qualche modo non ci hanno pensato. E la stessa polvere di carbone non è così facile da ottenere.

A causa del pesante compressore, il motore si è rivelato impossibile da utilizzare nel trasporto terrestre. Ma nel suo lavoro spendeva così poco carburante e il suo lavoro era così stabile che era già impossibile rifiutarlo. I calcoli hanno mostrato che ci si poteva aspettare una potenza significativamente maggiore dal motore se il problema di alimentazione del carburante fosse stato risolto.

Gli ingegneri hanno avuto l'idea di sostituire il compressore con una pompa a pistoni. Era estremamente redditizio pompare carburante in forma liquida, richiede molta meno energia e la pompa può essere resa piuttosto piccola. Tuttavia, non è stato così facile creare un paio di pistoni. Il punto è la speciale precisione di fabbricazione: la distanza tra le parti è di 2-3 micron.

Tuttavia, i diesel hanno trovato lavoro. Furono installati per la prima volta sui sottomarini tedeschi sotto l'imperatore Guglielmo. (Forse l'oscura storia della scomparsa dell'inventore stesso, annegato nel Canale della Manica sulla strada per l'Inghilterra, è collegata a questo.)

Nel 1920, Robert Bosch ottiene finalmente una pompa a pistoni di qualità. Hanno imparato a fornire più carburante ai cilindri del motore. Ora il numero di giri del motore diesel e la sua potenza specifica sono sufficienti per l'installazione sui veicoli. Insieme alla pompa, Bosch sviluppa anche un ugello del carburante di grande successo.

Combustione di carburante in un motore diesel

Il modo più semplice per capire come funziona un motore diesel è guardare la combustione del carburante al suo interno. I diesel usano carburante pesante. Ciò significa che questo tipo di motore a combustione interna può funzionare con cherosene (noto come diesel), olio combustibile, petrolio greggio e persino alcuni oli vegetali.

Tutti questi combustibili sono più calorici della benzina. Quindi, la temperatura di esercizio di un motore diesel è notevolmente superiore a quella di un motore a benzina. Ma i combustibili pesanti bruciano peggio della benzina, più lenti e più difficili da accendere. La loro accensione richiede un elevato grado di compressione, la miscela aria-carburante deve essere riscaldata a 700-800°C.

La viscosità di uno qualsiasi dei combustibili diesel, anche se riscaldato, è superiore alla benzina ed è necessario spruzzarla allo stato più piccolo, specialmente nei motori diesel ad alta velocità. Un altro motore diesel sperimentale funzionava con iniezione di carburante a una pressione di almeno 50 bar (atm) e un motore pratico richiede 100-200 bar.

Tuttavia, i combustibili combustibili pesanti hanno il loro vantaggio rispetto alla benzina. La pressione nel cilindro diesel è quasi costante durante tutta la corsa di espansione, quindi la loro coppia è molto significativa e stabile. A causa della pressione costante, anche la fasatura dell'accensione rimane costante e non richiede regolazioni. La risorsa di un motore diesel è più lunga di quella di un motore a benzina. Ci sono aree in cui il diesel è praticamente indispensabile, ad esempio in un trattore agricolo.

Varietà di motori diesel

Il principio di funzionamento di un motore diesel è lo stesso per tutti loro: prima viene compressa una nuova carica del fluido di lavoro (aria), quindi viene iniettato il carburante. Dall'alta temperatura, la miscela si accende e brucia, aumentando la pressione. Sotto la sua azione, il pistone arretra e nel punto più basso si apre la valvola di scarico del cilindro, liberando il gas di scarico. Fondamentalmente, questa è anidride carbonica, i motori diesel sono più ecologici di quelli a benzina.

Le camere di combustione diesel possono essere realizzate direttamente nella parte inferiore del pistone - lì viene ricavata una rientranza di forma speciale - o in alcuni casi vengono utilizzate precamere (o precamere, come si dice nella patria del motore) . La prima opzione è la più economica, la seconda è stata considerata ottimale negli anni precedenti. Ora, quando l'economia è, in molti casi, considerata decisiva, le opzioni precamerali vengono nuovamente abbandonate.

Il processo di lavoro in un motore diesel può procedere, come in un motore a benzina, in due o quattro cicli. La stragrande maggioranza dei diesel è a quattro tempi. I due tempi sono più facili da invertire, quindi sono comuni sulle navi marine, dove viene utilizzato un collegamento rigido con l'albero dell'elica. Le camere di combustione nei motori diesel a due tempi non sono separate a causa di ovvi problemi con lo scavenging della precamera.

Il design di un motore diesel dipende dalla sua potenza e dal suo scopo. I motori più potenti utilizzati sulle navi e alcune centrali elettriche hanno una traversa, un dispositivo per ridurre le forze laterali sul pistone. Tutti i potenti motori diesel hanno un fondo complesso, perché sono esposti alle alte temperature.

La parte rivolta verso il cilindro è in acciaio e il resto del pistone (gonna) è in alluminio. Inoltre, nel pistone sono realizzate scanalature per il sistema di raffreddamento dell'olio.

I tipi di motori diesel differiscono anche per la disposizione dei cilindri. Ce n'è uno ordinario, a forma di V e persino uno in cui i cilindri si trovano con una rotazione di 180 gradi. Dipende dalle condizioni che esistono nel luogo in cui è installato il motore. Ad esempio, un moderno camion o autobus utilizzerà molto probabilmente un motore diesel a due file installato sotto il pavimento della cabina del conducente. La disposizione di un motore diesel dipenderà anche dalla presenza della sovralimentazione.

Diesel turbo

La potenza di un motore diesel, senza aumentare il consumo di carburante, può essere aumentata utilizzando un turbocompressore. Quindi puoi usare un altro buon pezzo del diagramma del ciclo di Carnot. Il funzionamento di un motore diesel con turbocompressore ha il vantaggio che sfruttando l'energia dei gas di scarico è possibile far girare la turbina e installare un'altra turbina - un compressore - sullo stesso albero.

Questo compressore forzerà l'aria che passa attraverso il collettore di aspirazione, la carica d'aria nei cilindri aumenterà e quindi la potenza del motore aumenterà notevolmente. (Il funzionamento di tali motori è facilmente riconoscibile dal caratteristico fischio nel momento in cui la turbina si avvia.)

Pro e contro dei diesel

I vantaggi di un motore diesel sono la coppia elevata e costante unita all'elevata compatibilità ambientale dei gas di scarico (questo vale, tuttavia, solo per i motori moderni). Fuori competizione anche la loro alta efficienza, la più alta tra i motori a combustione interna. Motori diesel noti (MAN) che danno più del 50% (che era considerato un massimo "teorico"). Utilizza il massimo di tutte le conquiste moderne. La redditività raggiunge fino al 40% rispetto alla benzina.

I problemi dei motori diesel, e non c'è tecnologia senza di loro, sono difficili da avviare, a causa dell'elevato rapporto di compressione (fino a 25 nei motori moderni), le auto devono installare un potente motorino di avviamento e una batteria. La produzione ad alta precisione di pompe e iniettori ad alta pressione rende difficile la manutenzione.

I motori diesel sono estremamente sensibili alla contaminazione meccanica del carburante, per la cui purificazione è necessario utilizzare anche una centrifuga come parte dell'impianto del carburante. A parità di volume in litri, un motore diesel è inferiore a un motore a benzina in termini di potenza, a parità di potenza, un motore diesel è più pesante. Un motore diesel richiede leghe di qualità superiore per la sua fabbricazione ed è notevolmente più costoso di un motore a benzina.

Eppure, confrontando i vantaggi e gli svantaggi di un motore diesel, puoi fare una scelta a favore di un motore diesel. Ciò è particolarmente facilitato dal progresso tecnologico nel campo dell'elettronica e delle centraline motore. Il sistema common rail e gli iniettori elettromagnetici consentono di semplificare notevolmente il TVND e la centralina massimizza il risparmio di carburante, poiché funziona in qualsiasi condizione transitoria e riesce a tracciare tutto.

Buona giornata. Penso che molte persone saranno interessate a questo argomento. Vantaggi e svantaggi... Tutto qui sotto.
Nel 1890 Rudolf Diesel sviluppò la teoria del "motore termico economico", che, grazie alla forte compressione dei cilindri, ne migliora notevolmente l'efficienza. Ricevette il brevetto per il suo motore il 23 febbraio 1893. Il primo esemplare funzionante fu costruito dalla Diesel all'inizio del 1897 e il 28 gennaio dello stesso anno fu testato con successo.
È interessante notare che Diesel nel suo libro, invece del carburante diesel a noi familiare, ha descritto la polvere di carbone come un carburante ideale. Gli esperimenti hanno anche mostrato l'impossibilità di utilizzare la polvere di carbone come combustibile, principalmente a causa delle elevate proprietà abrasive.

Ma Ackroyd Stewart ha anche considerato la teoria del motore diesel. Non ha considerato i vantaggi dell'alta compressione, ha semplicemente sperimentato la possibilità di eliminare le candele dal motore, ovvero non ha prestato attenzione al più grande vantaggio: l'efficienza del carburante. Forse questo è stato il motivo per cui attualmente viene utilizzato il termine "motore diesel", "motore diesel" o semplicemente "diesel", poiché la teoria di Rudolf Diesel è diventata la base per la creazione dei moderni motori ad accensione spontanea. In futuro, per circa 20-30 anni, tali motori furono ampiamente utilizzati nei meccanismi fissi e nelle centrali elettriche delle navi marittime, tuttavia, i sistemi di iniezione del carburante esistenti a quel tempo non consentivano l'uso di motori diesel nelle unità ad alta velocità . La bassa velocità di rotazione, il peso significativo del compressore d'aria necessario per il funzionamento del sistema di iniezione del carburante rendevano impossibile l'utilizzo dei primi motori diesel nei veicoli.
Negli anni '20, l'ingegnere tedesco Robert Bosch migliorò la pompa del carburante ad alta pressione incorporata, un dispositivo ancora oggi ampiamente utilizzato. L'utilizzo di un sistema idraulico per il pompaggio e l'iniezione del carburante ha eliminato la necessità di un compressore d'aria separato e ha consentito di aumentare ulteriormente la velocità di rotazione. Il diesel ad alta velocità richiesto in questa forma è diventato sempre più popolare come propulsore per i trasporti ausiliari e pubblici, tuttavia, le argomentazioni a favore dei motori ad accensione elettrica (il tradizionale principio di funzionamento, facilità e basso costo di produzione) hanno permesso loro di essere molto richiesto per l'installazione su passeggeri e piccoli Negli anni '50 e '60, il diesel era installato in grandi quantità su autocarri e furgoni e negli anni '70, dopo un forte aumento dei prezzi del carburante, ricevette seria attenzione dai produttori mondiali di -costo piccole autovetture.

Principi di lavoro:
Ciclo a quattro tempi.
A prima battuta(corsa di aspirazione, pistone abbassato) L'aria fresca viene aspirata nel cilindro attraverso la valvola di aspirazione aperta.
A seconda misura(corsa di compressione, pistone in salita) le valvole di aspirazione e scarico sono chiuse l'aria viene compressa in volume di circa 17 volte (da 14:1 a 24:1), ovvero il volume diventa 17 volte inferiore al volume totale del cilindro , e l'aria diventa molto calda.
Proprio prima dell'inizio terza battuta(corsa, pistone si abbassa) il carburante viene iniettato nella camera di combustione attraverso l'ugello dell'iniettore. Durante l'iniezione, il carburante viene atomizzato in particelle fini, che vengono uniformemente miscelate con aria compressa per creare una miscela autoinfiammabile. L'energia viene rilasciata durante la combustione quando il pistone inizia il suo movimento nella corsa della corsa di potenza.
La valvola di scarico si apre quando quarta misura(corsa di scarico, il pistone sale) ei gas di scarico passano attraverso la valvola di scarico.

Ciclo duplex.
Il pistone è al punto morto inferiore e il cilindro è pieno d'aria. Durante la corsa verso l'alto del pistone, l'aria viene compressa; vicino al punto morto superiore viene iniettato carburante, che si accende spontaneamente. Quindi c'è una corsa di lavoro: i prodotti della combustione si espandono e trasferiscono energia al pistone, che si sposta verso il basso. Vicino al punto morto inferiore, si verifica uno spurgo: i prodotti della combustione vengono sostituiti da aria fresca. Il ciclo finisce.
Per eseguire lo spurgo, le finestre di spurgo sono disposte nella parte inferiore del cilindro. Quando il pistone è abbassato, i finestrini sono aperti. Quando il pistone si alza, chiude i finestrini.

Poiché i colpi sono due volte più frequenti in un ciclo a due tempi, puoi aspettarti un aumento del doppio della potenza rispetto a un ciclo a quattro tempi. In pratica, questo non può essere realizzato e un motore diesel a due tempi è più potente di un diesel a quattro tempi dello stesso volume di un massimo di 1,6 - 1,7 volte.
Attualmente, i motori diesel a due tempi sono ampiamente utilizzati solo su grandi navi marittime con trasmissione diretta (senza ingranaggi). Quando è impossibile aumentare la velocità di rotazione, il ciclo a due tempi è vantaggioso; tali motori diesel a bassa velocità hanno una potenza fino a 100.000 CV.

Pro e contro.
Un motore a benzina è piuttosto inefficiente ed è in grado di convertire solo il 20-30% circa dell'energia del carburante in lavoro utile. Un motore diesel standard, tuttavia, ha in genere un'efficienza del 30-40%, i diesel turbocompressi e intercooler superiori al 50% (ad es. MAN S80ME-C7 consuma solo 155 g per kW, raggiungendo un'efficienza del 54,4%). Il motore diesel, grazie all'uso dell'iniezione ad alta pressione, non impone requisiti sulla volatilità del carburante, il che consente l'uso di oli pesanti di bassa qualità al suo interno.
Un motore diesel non può sviluppare velocità elevate: la miscela non ha il tempo di bruciarsi nei cilindri. Ciò comporta una diminuzione della potenza specifica del motore per 1 litro di volume, e quindi una diminuzione della potenza specifica per 1 kg di peso del motore.
Il motore diesel non ha una valvola a farfalla, il controllo della potenza si effettua regolando la quantità di carburante iniettato. Ciò si traduce in nessuna riduzione della pressione nei cilindri alle basse velocità. Questo è il motivo per cui un diesel produce una coppia elevata ai bassi regimi, il che rende un'auto con motore diesel più reattiva in movimento rispetto alla stessa auto con motore a benzina. Per questo motivo, la maggior parte dei camion è ora dotata di motori diesel.
Gli ovvi svantaggi dei motori diesel sono la necessità di utilizzare un motorino di avviamento ad alta potenza, la torbidità e la solidificazione del carburante diesel estivo a basse temperature, la difficoltà nella riparazione delle apparecchiature del carburante, poiché le pompe ad alta pressione sono dispositivi realizzati con un'elevata precisione. Inoltre, i motori diesel sono estremamente sensibili alla contaminazione del carburante con particelle meccaniche e acqua. Tali contaminanti disabilitano molto rapidamente l'attrezzatura del carburante. La riparazione dei motori diesel, di regola, è molto più costosa della riparazione dei motori a benzina di una classe simile. Anche la potenza in litri dei motori diesel è generalmente inferiore a quella dei motori a benzina, sebbene i motori diesel abbiano una coppia più uniforme nel loro range operativo. Le prestazioni ambientali dei motori diesel erano significativamente inferiori ai motori a benzina fino a poco tempo. Sui classici motori diesel ad iniezione controllata meccanicamente, è possibile installare solo convertitori ossidativi dei gas di scarico (“catalizzatore” nel linguaggio comune), funzionanti a temperature dei gas di scarico superiori a 300°C, che ossidano solo CO e CH ad anidride carbonica (CO2) innocuo per l'uomo e l'acqua. Inoltre, questi convertitori si guastavano a causa dell'avvelenamento con composti di zolfo (la quantità di composti di zolfo nei gas di scarico dipende direttamente dalla quantità di zolfo nel carburante diesel) e dalla deposizione di particelle di fuliggine sulla superficie del catalizzatore. La situazione ha cominciato a cambiare solo negli ultimi anni in connessione con l'introduzione dei motori diesel del cosiddetto sistema "Common-rail". In questo tipo di motori diesel, l'iniezione del carburante viene effettuata da ugelli controllati elettricamente. L'erogazione di un impulso elettrico di comando è effettuata da una centralina elettronica che riceve i segnali da una serie di sensori. I sensori monitorano vari parametri del motore che influiscono sulla durata e sui tempi dell'impulso del carburante. Quindi, in termini di complessità, un motore diesel moderno - ed ecologico come una benzina - non è in alcun modo inferiore alla sua controparte a benzina e in una serie di parametri di complessità lo supera significativamente. Quindi, ad esempio, se la pressione del carburante negli iniettori di un motore diesel convenzionale con iniezione meccanica è compresa tra 100 e 400 bar, negli ultimi sistemi Common-rail è compresa tra 1000 e 2500 bar, il che comporta notevoli problemi . Inoltre, il sistema catalitico dei moderni motori diesel da trasporto è molto più complicato dei motori a benzina, poiché il catalizzatore deve essere in grado di funzionare in condizioni di composizione instabile dei gas di scarico e, in alcuni casi, l'introduzione di un cosiddetto "filtro antiparticolato " è obbligatorio. Un "filtro antiparticolato" è una struttura simile a un convertitore catalitico convenzionale installata tra un collettore di scarico diesel e un catalizzatore nel flusso di scarico. Nel filtro antiparticolato si sviluppa una temperatura elevata, alla quale le particelle di fuliggine possono essere ossidate dall'ossigeno residuo contenuto nei gas di scarico. Tuttavia, una parte della fuliggine non sempre si ossida e rimane nel "filtro antiparticolato", quindi il programma della centralina porta periodicamente il motore alla modalità di pulizia "filtro antiparticolato" mediante la cosiddetta "post-iniezione", cioè iniezione di carburante aggiuntivo nei cilindri al termine della fase di combustione per aumentare la temperatura dei gas e, di conseguenza, pulire il filtro bruciando la fuliggine accumulata. Lo standard de facto nella progettazione dei motori diesel da trasporto è diventato la presenza di un turbocompressore e, negli ultimi anni, del cosiddetto "intercooler", ovvero un dispositivo che raffredda l'aria compressa da un turbocompressore. Il compressore ha consentito di elevare le caratteristiche di potenza specifiche dei motori diesel di massa, in quanto consente il passaggio di più aria attraverso i cilindri durante il ciclo di lavoro.

E infine, il più interessante. MITI sui motori diesel.

Il motore diesel è troppo lento.
I moderni motori diesel turbocompressi sono molto più efficienti dei loro predecessori e talvolta superano le loro controparti a benzina aspirate (non turbo) con la stessa cilindrata. Lo dimostrano il prototipo diesel Audi R10, che ha vinto la 24 Ore di Le Mans, e i nuovi motori BMW, che non sono inferiori per potenza alla benzina aspirata (non turbo) e allo stesso tempo hanno una coppia enorme .

Il motore diesel è troppo rumoroso.
Un motore diesel correttamente sintonizzato è solo leggermente "più rumoroso" di uno a benzina, che si nota solo al minimo. Non c'è praticamente alcuna differenza nelle modalità operative. Un motore acceso rumoroso indica un funzionamento improprio e possibili malfunzionamenti. In effetti, i vecchi diesel con iniezione meccanica hanno davvero un lavoro molto duro. Solo con l'avvento dei sistemi di alimentazione common rail ad alta pressione per motori diesel è stato possibile ridurre significativamente il rumore, principalmente dividendo un impulso di iniezione in più (tipicamente da 2 a 5 impulsi).

Il motore diesel è molto più economico.
I tempi in cui il carburante diesel era tre volte più economico della benzina sono ormai lontani. Ora la differenza è solo del 10-30% circa in termini di prezzi del carburante. Nonostante il calore specifico di combustione del gasolio (42,7 MJ/kg) sia inferiore a quello della benzina (44-47 MJ/kg), l'efficienza principale è dovuta alla maggiore efficienza del motore diesel. In media, un moderno diesel consuma fino al 30% in meno di carburante. La vita utile di un motore diesel è infatti molto più lunga di un motore a benzina e può raggiungere i 400-600 mila chilometri [fonte non specificata 211 giorni] Anche i pezzi di ricambio per i motori diesel sono leggermente più costosi, così come il costo delle riparazioni. Nonostante tutti i motivi di cui sopra, il costo di funzionamento di un motore diesel, se adeguatamente mantenuto, non sarà molto inferiore a quello di un motore a benzina.[fonte non specificata 211 giorni]

Il motore diesel non si avvia bene a basse temperature.
Con il corretto funzionamento e la preparazione per l'inverno, non ci saranno problemi con il motore. Ad esempio, il motore diesel VW-Audi 1.9 TDI (77 kW / 105 CV) è dotato di un sistema di avviamento rapido: le candelette si riscaldano a 1000 gradi in 2 secondi. Il sistema consente di avviare il motore in qualsiasi condizione climatica senza preriscaldamento.

Un motore diesel non può essere convertito per utilizzare gas più economico come carburante.
I primi esempi di motori diesel funzionanti con carburante più economico - gas, sono stati soddisfatti nel 2005 dalle società di tuning italiane che utilizzavano il metano come carburante. Al momento, le opzioni per l'uso di motori diesel a gas propano si sono dimostrate con successo, così come le soluzioni cardinali per convertire un motore diesel in un motore a gas, che presenta un vantaggio rispetto a un motore simile convertito da benzina a causa di un rapporto di compressione inizialmente più elevato .

E un motore diesel?

Un articolo sui principali pro e contro di un motore diesel. Caratteristiche importanti del funzionamento. Alla fine dell'articolo, un video su quale motore è più fresco, benzina o diesel!

Il contenuto dell'articolo:

Quando si acquista un'auto con una vasta gamma di motori offerti, un automobilista deve sempre affrontare una domanda difficile, che consiste non solo nella scelta della combinazione ottimale di potenza e cilindrata, ma anche nel tipo di motore nel suo insieme. Il confronto tra diesel e tradizionali unità a benzina va avanti da tempo. Poiché entrambi presentano una serie di vantaggi e svantaggi, li considereremo in modo più dettagliato.

Quali sono le sfumature di un motore diesel

Più recentemente, a causa del fatto che il carburante diesel era quasi la metà del prezzo della benzina, gli svantaggi di un tale motore sono stati trascurati, perché il carburante economico è stato combinato con i suoi bassi consumi e le eccellenti capacità di trazione dell'auto.

I principali svantaggi erano un aumento del rumore, un forte carico di vibrazioni e una bassa dinamica di accelerazione.

Ora la situazione è cambiata radicalmente e un buon carburante diesel, nonostante sia in realtà un sottoprodotto della raffinazione del petrolio, è più costoso della benzina. Inoltre, il motore diesel stesso è significativamente più costoso e più difficile da utilizzare e mantenere rispetto a un motore a benzina.

Con un tale rapporto di fattori, la scelta non è più limitata a una guida economica misurata o dinamica, ma leggermente più costosa. Il fatto stesso dell'opportunità di acquistare un'auto alimentata a gasolio è discutibile, perché nonostante l'enorme lavoro volto a eliminarne i punti deboli, alcune delle carenze non sono ancora state eliminate.

In questo articolo non tratteremo i veicoli commerciali, per i quali la trazione sotto carico pesante e l'economia sono gli indicatori più importanti, poiché la maggior parte della flotta di veicoli commerciali non offre affatto versioni a benzina. Ciò è dovuto al fatto che un motore diesel di grande capacità a carichi elevati è di gran lunga preferibile alla sua controparte a benzina in termini di efficienza. Dopotutto, quando si tratta di consumi di carburante di decine di litri ogni cento chilometri, anche un leggero risparmio sembra impressionante in termini monetari.

Inoltre, per tali macchine non è affatto necessaria la guida ad alta velocità. Un motore a benzina al massimo carico è soggetto a un aumento significativo del consumo di carburante, un motore diesel in questa situazione è più stabile.

Caratteristiche costruttive del motore diesel

L'uso di carburante pesante implica principi di funzionamento completamente diversi di un motore diesel, che si riflette nel suo design. Di tanto in tanto ci sono notizie che questo o quell'impianto ha dominato la produzione di motori diesel basati sulla versione a benzina, questo si riferisce principalmente alla produzione obsoleta di motori di bassa potenza non famosi per la loro affidabilità. Come ammettono gli esperti, è auspicabile che i motori diesel e benzina non abbiano parti comuni e siano creati indipendentemente l'uno dall'altro.

Innanzitutto, il motore diesel è realizzato con leghe durevoli molto più bianche e le sue parti, come il blocco cilindri, i pistoni, le bielle, l'albero a gomiti, sono progettate per carichi molto maggiori. Ciò è dovuto al fatto che il rapporto di compressione di un motore diesel è di 19-24 unità, mentre quello di un motore a benzina è solo di 9-12. Ciò porta ad un aumento della massa e delle dimensioni dell'unità.

La differenza fondamentale sta nei sistemi di alimentazione e di accensione. In un motore a benzina, si verifica la formazione della miscela nel sistema di aspirazione, ovvero una miscela pronta di carburante e aria entra nel cilindro, che viene accesa da una candela. In un motore diesel, tutto è un po' più complicato: in primo luogo, l'aria entra nella camera di combustione, che si riscalda fino a 800 gradi Celsius, dopodiché il carburante viene iniettato lì sotto un'enorme pressione e la miscela risultante viene accesa da una candeletta.

Durante la combustione viene creata un'enorme pressione, che fornisce un'enorme coppia, ma allo stesso tempo porta ad un aumento del rumore. Questo principio di funzionamento garantisce un funzionamento stabile del motore su miscele magre, che fornisce buoni indicatori di efficienza.

Quando si utilizza un motore diesel, è necessario prestare grande attenzione alla qualità del carburante, poiché le pompe del carburante ad alta pressione utilizzate sono molto più costose di una semplice pompa della benzina.

Questo sistema di alimentazione del motore è ora il più diffuso, ma ci sono anche opzioni più esotiche con gli iniettori della pompa, che combinano le funzioni di alimentazione e spruzzatura del carburante, che consente di sostituire solo un elemento quando si guasta, ma rende il motore diesel ancora più esigente. Inoltre, tali nodi non sono riparabili.

L'alto costo di un tale motore è dovuto anche al fatto che spesso è dotato di una serie di importanti sistemi ausiliari, come il serbatoio del carburante e il riscaldamento di ritorno, i filtri antiparticolato e le pastiglie di smorzamento rinforzate.

Inoltre, la maggior parte dei moderni motori diesel è dotata di un turbocompressore, che può migliorare notevolmente le prestazioni dinamiche e accelerare il raggiungimento della velocità massima, mentre anche l'efficienza migliora leggermente. Il principale fattore negativo in questo caso è il prezzo sia del turbocompressore stesso che della sua sostituzione. Questa unità è progettata per una vita utile più breve rispetto al motore, inoltre è molto sensibile alla qualità dei fluidi di lavoro e dei materiali di consumo. In alcuni casi, la sua riparazione non viene fornita, il compressore viene completamente cambiato.

Contrariamente alla credenza popolare, i motori diesel, così come i motori a benzina, possono essere revisionati, le cui tecnologie sono molto simili. L'unica cosa da considerare se si acquista un'auto usata o se si intende utilizzarla per molti anni è il design del blocco cilindri.

Esistono motori diesel in cui il blocco cilindri e la sua testata sono combinati in un unico elemento non separabile, il che porta alla necessità di ricercare officine specializzate che possano realizzare un solco di simile design. La maggior parte dei servizi semplicemente non dispone di tali apparecchiature.

Come far funzionare correttamente i motori diesel

Per quanto riguarda l'utente finale, è importante per lui ricordare le principali sfumature di un motore diesel, come l'uso delle sue diverse gradazioni in inverno e in estate. Il fatto è che il solarium si addensa a temperature negative e la massa gelatinosa risultante può semplicemente intasare il sistema di alimentazione e persino danneggiarlo, quindi, prima dell'inizio del freddo, il carburante diesel con additivi speciali viene importato nelle stazioni di servizio.

È importante ricordarlo per chi usa raramente l'auto, perché dopo aver fatto rifornimento nella stagione calda, non sarà più possibile partire in inverno. Per fare ciò, dovrai acquistare additivi e aggiungerli tu stesso al serbatoio. La vecchia tecnologia di aggiungere una piccola quantità di cherosene a un solarium estivo può essere fatale per un motore moderno.

Il funzionamento invernale di un motore diesel è anche associato al fatto che il suo riscaldamento estremamente lento non consente di ottenere rapidamente il riscaldamento interno dal sistema di riscaldamento standard. Per le auto con interni ampi, così come per SUV e station wagon, ciò comporta la necessità di installare un riscaldatore ausiliario.

Non dimenticare che è necessario monitorare da vicino il livello del carburante, perché se la benzina si esaurisce, è sufficiente aggiungerla al serbatoio, ma nel caso di un motore diesel, l'aria entra nel sistema, che non consentirà l'avvio il motore senza pompaggio speciale.

A differenza dei modelli più vecchi, i moderni motori diesel sono estremamente sensibili alla qualità del carburante e la disattenzione su questo fatto può portare a riparazioni molto più costose rispetto al caso dei motori a benzina.

In questo contesto, lo svantaggio più insignificante di un motore diesel è un intervallo operativo piuttosto ristretto, che in realtà si traduce nella necessità di cambiare marcia più spesso. Certo, nel caso dell'"automatico" questo fatto diventa invisibile, ma la necessità di più marce è ovvia.

Un moderno motore diesel è letteralmente stracolmo di vari sistemi elettronici, quindi la manutenzione va effettuata solo presso un centro autorizzato. Inoltre, per questi motori, la sostituzione dei fluidi di lavoro dovrebbe essere eseguita con una frequenza quasi doppia.

Per molti proprietari di auto, la sicurezza è un fattore importante. Il carburante diesel è estremamente difficile da accendere e non si accende o esplode spontaneamente, quindi in caso di perdite dal serbatoio del carburante a seguito di un grave incidente, il rischio di incendio è estremamente ridotto.

Affrontare gli svantaggi del motore diesel

Tutti gli svantaggi di cui sopra dei motori diesel sono dovuti a ragioni oggettive e alle loro caratteristiche di progettazione, quindi in alcuni casi è quasi impossibile eliminarli.

Ad esempio, l'aumento delle vibrazioni è associato a un forte aumento della pressione nella camera di combustione a metà del ciclo di funzionamento, quindi questo fenomeno viene combattuto in due direzioni: riducendo le conseguenze, ovvero utilizzando ammortizzatori del motore che smorzano efficacemente le vibrazioni e regolando la modalità di funzionamento. Per quanto riguarda quest'ultimo, i moderni motori diesel sono caratterizzati da un rapporto di compressione inferiore, che stabilizza in qualche modo il processo, ma priva gradualmente il motore diesel dei suoi vantaggi: coppia ed efficienza.

La riduzione del rapporto di compressione ha un effetto positivo sulla riduzione del rumore, ma, come già accennato, una tale decisione ha molti fattori negativi. L'unica soluzione razionale finora è l'uso di un efficace isolamento acustico.

Soluzioni più costose sotto forma di smorzatori di vibrazioni torsionali riducono anche gli svantaggi di questo tipo di motore, ma, oltre ad aumentare il costo, comportano una complicazione ancora maggiore del processo di manutenzione.

Sono in corso seri lavori per migliorare la camera di combustione al fine di garantire una formazione di miscela di alta qualità creando al suo interno vortici turbolenti. Per stabilizzare il processo di accensione e ridurre la detonazione, sono stati sviluppati motori con due ugelli per cilindro, il che, tuttavia, comporta un aumento significativo del costo del progetto.

Inoltre, per la completa combustione del carburante, viene utilizzato un sistema di ricircolo che rimanda parte dello scarico al collettore di aspirazione, il che riduce la temperatura in camera di combustione e può portare ad un'usura prematura, poiché è quasi impossibile pulire completamente il gas di particelle solide di fuliggine.

Vantaggi di un'unità diesel in un'auto

Elenchiamo i principali vantaggi di un motore diesel:

• redditività;
• più risorse;
• rapporto spinta/peso e grande coppia ai bassi regimi.

Come puoi vedere, un tale motore presenta molti più svantaggi, ma i suoi vantaggi sono così significativi che in determinate condizioni coprono completamente tutti i fattori negativi. Sfortunatamente, molti metodi per affrontare le carenze riducono significativamente i vantaggi competitivi, pertanto la scelta di un tale motore dovrebbe essere affrontata consapevolmente, soppesando tutti i pro e i contro.

L'unico fattore negativo che è stato completamente eliminato è la possibilità di autodistruzione del diesel. Questo fenomeno era chiamato "spaccio ambulante" e consisteva in un insieme incontrollato di giri del motore fino al guasto. Il moderno sistema di alimentazione e l'elettronica escludono la possibilità di una tale situazione.

Conclusione sul motore diesel

Pertanto, il motore diesel è una soluzione giustificata per la guida intensiva, il trasporto di una grande quantità di carico o il pieno carico di passeggeri, durante il traino di un rimorchio o la guida fuoristrada.

Nel caso della guida su buone strade, l'efficienza di questo tipo di motore semplicemente non ha il tempo di compensare il suo prezzo, così come la complessità e il costo della manutenzione. Vale la pena ricordare che gli svantaggi di un motore diesel al livello tecnico moderno potevano solo essere ridotti al minimo, ma non eliminati.

Video su quale motore è più fresco, benzina o diesel:

Il motore diesel è un motore a combustione interna inventato da Rudolf Diesel nel 1897. La progettazione del motore diesel di quegli anni permetteva di utilizzare come combustibile olio, olio di colza e sostanze combustibili di tipo solido. Ad esempio, polvere di carbone.

Il principio di funzionamento del moderno motore diesel non è cambiato. Tuttavia, i motori sono diventati più tecnologicamente avanzati ed esigenti in termini di qualità del carburante. Oggi nei motori diesel viene utilizzato solo carburante diesel di alta qualità.

I motori di tipo diesel si distinguono per l'efficienza del carburante e una buona trazione a basse velocità dell'albero motore, quindi sono ampiamente utilizzati su camion, navi e treni.

Poiché la soluzione del problema degli alti regimi (vecchi motori diesel, con uso frequente ad alti regimi, si guastò rapidamente), i motori in questione sono stati spesso installati su autovetture. I diesel progettati per la guida ad alta velocità hanno ricevuto un sistema di turbocompressione.

Principio di funzionamento del motore diesel

Il principio di funzionamento di un motore diesel è diverso dai motori a benzina. Non ci sono candele e il carburante viene fornito ai cilindri separatamente dall'aria.

Il ciclo di funzionamento di tale unità di potenza può essere rappresentato come segue:

• una porzione di aria viene alimentata alla camera di combustione del diesel;
• il pistone sale, comprimendo l'aria;
• dalla compressione l'aria si riscalda fino ad una temperatura di circa 800˚C;
• il carburante viene iniettato nel cilindro;
• DT si accende, che porta all'abbassamento del pistone e all'esecuzione della corsa;
• i prodotti della combustione vengono rimossi soffiando attraverso le porte di scarico.

L'efficienza di un motore diesel dipende da come funziona. Un'unità sana utilizza una miscela magra, che consente di risparmiare la quantità di carburante nel serbatoio.

Come funziona un motore diesel

La principale differenza tra il design di un motore diesel e motori a benzina è la presenza di una pompa del carburante ad alta pressione, iniettori diesel e l'assenza di candele.

La disposizione generale di questi due tipi di unità di potenza non differisce. Entrambi hanno albero a gomiti, bielle, pistoni. Allo stesso tempo, in un motore diesel, tutti gli elementi sono rinforzati, poiché i carichi su di essi sono maggiori.

Nota: alcuni motori diesel hanno candelette, che vengono scambiate dagli automobilisti per un analogo delle candele. In realtà, non lo è. Le candelette vengono utilizzate per riscaldare l'aria nei cilindri quando fa freddo.

Questo rende il motore diesel più facile da avviare. Le candele nei motori a benzina vengono utilizzate per accendere la miscela aria-carburante mentre il motore è in funzione.

Il sistema di iniezione sui motori diesel è realizzato direttamente, quando il carburante entra direttamente nella camera, o indirettamente, quando l'accensione avviene nella precamera (camera a vortice, camera di prua). Questa è una piccola cavità sopra la camera di combustione, con uno o più fori attraverso i quali entra l'aria.

Un tale sistema contribuisce a una migliore formazione della miscela, un aumento uniforme della pressione nei cilindri. Spesso è nelle camere a vortice che vengono utilizzate candelette per facilitare l'avviamento a freddo. Quando si gira l'interruttore di accensione, inizia automaticamente il processo di riscaldamento delle candele.

Pro e contro di un motore diesel

Come qualsiasi altro tipo di propulsore, un motore diesel ha caratteristiche positive e negative. I "vantaggi" di un moderno diesel includono:

• redditività;
• buona trazione in un'ampia gamma di regimi;
• una risorsa più grande di quella di un analogo della benzina;
• meno emissioni nocive.

Diesel non è privo di inconvenienti:

• i motori che non sono dotati di candelette non si avviano bene a basse temperature;
• il diesel è più costoso e più difficile da mantenere;
• elevati requisiti di qualità e tempestività del servizio;
• requisiti di alta qualità per i materiali di consumo;
• maggiore di quella dei motori a benzina, il rumore di funzionamento.

Motore diesel turbocompresso

Il principio di funzionamento della turbina su un motore diesel è praticamente lo stesso di quello sui motori a benzina. La linea di fondo è pompare aria aggiuntiva nei cilindri, il che aumenta naturalmente la quantità di carburante in ingresso. A causa di ciò, c'è un aumento significativo della potenza del motore.

Anche il dispositivo della turbina del motore diesel non presenta differenze significative rispetto alla controparte a benzina. Il dispositivo è costituito da due giranti, rigidamente interconnesse, e da un corpo che sembra una chiocciola. Ci sono 2 ingressi e 2 uscite sull'alloggiamento del turbocompressore. Una parte del meccanismo è integrata nel collettore di scarico, la seconda nel collettore di aspirazione.

Lo schema di lavoro è semplice: i gas che escono dal motore in funzione fanno girare la prima girante, che fa ruotare la seconda. La seconda girante, montata nel collettore di aspirazione, pompa aria atmosferica nei cilindri. Un aumento della fornitura d'aria porta ad un aumento della fornitura di carburante e un aumento della potenza. Ciò consente al motore di aumentare la velocità anche a basse velocità.

Turboyama

Durante il funzionamento, la turbina può compiere fino a 200 mila giri al minuto. È immediatamente impossibile farlo girare fino alla velocità di rotazione richiesta. Questo porta alla comparsa del cosiddetto. turbo lag, quando trascorre del tempo (1-2 secondi) dal momento in cui si preme il pedale dell'acceleratore all'inizio dell'accelerazione intensiva.

Il problema viene risolto finalizzando il meccanismo della turbina e installando più giranti di diverse dimensioni. Allo stesso tempo, le piccole giranti girano istantaneamente, dopodiché gli elementi di grandi dimensioni le raggiungono. Questo approccio consente di eliminare quasi completamente il turbo lag.

Produceva anche turbine a geometria variabile, VNT (Variable Nozzle Turbine), progettate per risolvere gli stessi problemi. Al momento, ci sono un gran numero di modifiche di questo tipo di turbina. La correzione della geometria affronta con successo anche la situazione inversa, quando ci sono troppi giri e aria ed è necessario rallentare i giri della girante.

È stato osservato che se nella carburazione viene utilizzata aria fredda, l'efficienza del motore aumenta fino al 20%. Questa scoperta ha portato all'emergere di un intercooler, un elemento aggiuntivo delle turbine che aumenta l'efficienza.

La turbina di un'auto moderna deve essere adeguatamente curata. Il meccanismo è estremamente sensibile alla qualità dell'olio motore e al surriscaldamento. Pertanto, si consiglia di cambiare il lubrificante almeno dopo 5-7 mila chilometri.

Inoltre, dopo l'arresto della macchina, è necessario lasciare acceso il motore a combustione interna per 1-2 minuti. Ciò consente alla turbina di raffreddarsi (si surriscalda quando la circolazione dell'olio si interrompe bruscamente). Sfortunatamente, anche con un corretto funzionamento, la risorsa del compressore raramente supera i 150 mila chilometri.

Una nota: la migliore soluzione al problema del surriscaldamento della turbina sui motori diesel è installare un timer turbo. Il dispositivo mantiene il motore acceso per il tempo necessario dopo lo spegnimento dell'accensione. Dopo la fine del periodo richiesto, l'elettronica stessa spegne l'unità di alimentazione.

La struttura e il principio di funzionamento di un motore diesel lo rendono un'unità indispensabile per i mezzi pesanti che necessitano di una buona trazione “in basso”. I moderni motori diesel funzionano con uguale successo nelle autovetture, il cui requisito principale è l'accelerazione e il tempo di accelerazione.

La difficile manutenzione di un motore diesel è compensata da durata, economia e affidabilità in tutte le situazioni.