Lo stesso anno è stato testato con successo. Diesel è attivamente impegnato nella vendita delle licenze per il nuovo motore. Nonostante l'elevata efficienza e facilità d'uso rispetto a un motore a vapore, l'uso pratico di un tale motore era limitato: era inferiore a motori a vapore di quel tempo in termini di dimensioni e peso.

I primi motori Diesel funzionavano con oli vegetali o prodotti petroliferi leggeri. È interessante notare che inizialmente propose la polvere di carbone come combustibile ideale. Gli esperimenti hanno anche dimostrato l'impossibilità di utilizzare la polvere di carbone come combustibile, principalmente a causa delle elevate proprietà abrasive sia della polvere stessa che della cenere risultante dalla combustione; c'erano anche grossi problemi con la fornitura di polvere ai cilindri.

Principio di funzionamento

Ciclo a quattro tempi

• 1a misura. Ingresso. Corrisponde a 0° - 180° di rotazione dell'albero motore. Attraverso la valvola di ingresso aperta ~345-355°, l'aria entra nel cilindro, a 190-210° la valvola si chiude. Almeno fino a 10-15 ° di rotazione dell'albero motore, la valvola di scarico è contemporaneamente aperta, viene chiamato il tempo di apertura congiunta delle valvole sovrapposizione delle valvole .
• 2a battuta. Compressione. Corrisponde a una rotazione dell'albero motore di 180° - 360°. Il pistone, spostandosi al PMS (punto morto superiore), comprime l'aria 16 (a bassa velocità) -25 (ad alta velocità) volte.
• 3a battuta. Colpo di lavoro, espansione. Corrisponde a una rotazione dell'albero motore di 360° - 540°. Quando il carburante viene spruzzato dentro aria calda viene avviata la combustione del carburante, cioè la sua parziale evaporazione, la formazione di radicali liberi negli strati superficiali di goccioline e nei vapori, e infine, divampa e brucia mentre esce dall'ugello, i prodotti della combustione, espandendosi, spostano il pistone verso il basso. L'iniezione e, di conseguenza, l'accensione del carburante avviene poco prima del momento in cui il pistone raggiunge il punto morto a causa di una certa inerzia del processo di combustione. La differenza rispetto alla fasatura dell'accensione nei motori a benzina è che il ritardo è necessario solo per la presenza del tempo di avviamento, che in ogni particolare motore diesel è un valore costante e non può essere modificato durante il funzionamento. La combustione del carburante in un motore diesel avviene quindi per lungo tempo, fintanto che dura l'erogazione di una porzione di carburante dall'ugello. Di conseguenza, il processo di lavoro procede a una pressione del gas relativamente costante, grazie alla quale il motore sviluppa una coppia elevata. Ne derivano due importanti conclusioni.
  • 1. Il processo di combustione in un motore diesel dura esattamente il tempo necessario per iniettare una data porzione di carburante, ma non più della corsa utile.
  • 2. Il rapporto carburante/aria nel cilindro del gasolio può differire notevolmente da quello stechiometrico, ed è molto importante prevedere un eccesso di aria, poiché la fiamma della torcia occupa una piccola parte del volume della camera di combustione e il l'atmosfera nella camera deve fornire il contenuto di ossigeno richiesto fino all'ultimo. Se ciò non accade, c'è un massiccio rilascio di idrocarburi incombusti con fuliggine - "la locomotiva diesel" dà "orso".).
• 4a battuta. Pubblicazione. Corrisponde a una rotazione dell'albero motore di 540° - 720°. Il pistone sale, attraverso la valvola di scarico aperta a 520-530°, il pistone spinge i gas di scarico fuori dal cilindro.

A seconda del design della camera di combustione, esistono diversi tipi di motori diesel:

• Diesel a camera indivisa: la camera di combustione è ricavata nel pistone e il carburante viene iniettato nello spazio sopra il pistone. Il vantaggio principale è il consumo minimo di carburante. Lo svantaggio è l'aumento del rumore ("duro lavoro"), specialmente al minimo. Attualmente è in corso un intenso lavoro per eliminare questa lacuna. Ad esempio, un sistema Common Rail utilizza la pre-iniezione (spesso multistadio) per ridurre la durezza.
• Diesel a camera divisa: il carburante viene fornito alla camera aggiuntiva. Nella maggior parte dei motori diesel, una tale camera (chiamata vortice o precamera) è collegata al cilindro tramite un canale speciale in modo che, quando viene compressa, l'aria che entra in questa camera vortica intensamente. Ciò contribuisce ad una buona miscelazione del carburante iniettato con l'aria e ad una combustione più completa del carburante. Tale schema è stato a lungo considerato ottimale per i motori diesel leggeri ed è stato ampiamente utilizzato macchine. Tuttavia, a causa della peggiore efficienza, gli ultimi due decenni hanno sostituito attivamente tali motori diesel con motori a camera singola e sistemi di alimentazione del carburante Common Rail.

ciclo di spinta

Spurgo di un motore diesel a due tempi: in basso - finestre di spurgo, la valvola di scarico in alto è aperta

Oltre al ciclo a quattro tempi sopra descritto, in un motore diesel può essere utilizzato un ciclo a due tempi.

Durante la corsa di lavoro, il pistone scende, aprendo le finestre di uscita nella parete del cilindro, i gas di scarico escono attraverso di esse, le finestre di ingresso si aprono contemporaneamente o poco dopo, il cilindro viene soffiato con aria fresca dal ventilatore - eseguito epurazione combinando le fasi di aspirazione e scarico. Quando il pistone si alza, tutte le finestre si chiudono. Dal momento in cui le finestre di ingresso si chiudono, inizia la compressione. Appena prima di raggiungere il PMS, il carburante viene spruzzato dall'ugello e si accende. Si verifica un'espansione: il pistone si abbassa e riapre tutte le finestre, ecc.

Lo scavenging è un anello debole intrinseco nel ciclo a due tempi. Il tempo di spurgo, rispetto ad altri cicli, è piccolo e non può essere aumentato, altrimenti l'efficienza della corsa diminuirà a causa del suo accorciamento. In un ciclo a quattro tempi, metà del ciclo è assegnata agli stessi processi. Inoltre, è impossibile separare completamente lo scarico e la carica di aria fresca, quindi parte dell'aria viene persa, andando direttamente all'interno tubo di scarico. Se il cambio di cicli è fornito dallo stesso pistone, c'è un problema associato alla simmetria delle finestre di apertura e chiusura. Per un migliore scambio di gas, è più vantaggioso avere un'apertura e chiusura anticipata delle finestre di scarico. Quindi lo scarico, che inizia prima, fornirà una diminuzione della pressione dei gas residui nel cilindro all'inizio dello spurgo. Con le finestre di scarico chiuse prima e le finestre di aspirazione aperte - ancora - il cilindro viene ricaricato con aria, e se il ventilatore fornisce sovrapressione, diventa possibile pressurizzare.

Le finestre possono essere utilizzate sia per i gas di scarico che per l'aspirazione di aria fresca; tale eliminazione è chiamata slot o finestra. Se i gas di scarico vengono scaricati attraverso una valvola nella testata del cilindro e le finestre vengono utilizzate solo per far entrare aria fresca, lo spurgo è chiamato scanalatura della valvola. Ci sono motori in cui in ogni cilindro ci sono due pistoni che si muovono in senso contrario; ogni pistone controlla le sue finestre - un ingresso, l'altro uscita (sistema Fairbanks-Morse - Junkers - Koreyvo: i motori diesel di questo sistema della famiglia D100 sono stati utilizzati su locomotive diesel TE3, TE10, motori cisterna 4TPD, 5TD (F) (T -64), 6TD (T -80UD), 6TD-2 (T-84), in aviazione - sui bombardieri Junkers (Jumo 204, Jumo 205).

A motore a due tempi i colpi di lavoro si verificano due volte più spesso rispetto a un quattro tempi, ma a causa della presenza di uno spurgo, 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 a bassa velocità sono ampiamente utilizzati su grandi navi marine con trasmissione diretta dell'elica (senza ingranaggi). A causa del raddoppio del numero di corse a parità di velocità, il ciclo a due tempi è vantaggioso quando è impossibile aumentare la velocità, inoltre un motore diesel a due tempi è tecnicamente più facile da invertire; tali motori diesel a bassa velocità hanno una potenza fino a 100.000 CV.

A causa del fatto che è difficile organizzare uno spurgo della camera a vortice (o precamera) in un ciclo a due tempi, i motori diesel a due tempi sono costruiti solo con camere di combustione indivise.

Opzioni di progettazione

Per i motori diesel a due tempi medi e pesanti è tipico l'uso di pistoni compositi, che utilizzano una testa in acciaio e una gonna in duralluminio. Lo scopo principale di questa complicazione del design è ridurre la massa totale del pistone mantenendo la massima resistenza al calore possibile del fondo. Molto spesso vengono utilizzati design raffreddati a liquido raffreddati ad olio.

In un gruppo separato sono motori a quattro tempi, contenente nel design della traversa . Nei motori a traversa, la biella è collegata alla traversa, un cursore collegato al pistone da un'asta (mattarello). La traversa funziona sulla sua guida - la traversa, senza impatto Temperature elevate, eliminando completamente l'effetto delle forze laterali sul pistone. Questo design è tipico dei grandi motori marini a corsa lunga, spesso a doppio effetto, la corsa del pistone in essi può raggiungere i 3 metri; i pistoni del tronco di tali dimensioni sarebbero sovrappeso, i tronchi con una tale area di attrito ridurrebbero significativamente l'efficienza meccanica di un motore diesel.

Motori reversibili

La combustione del carburante iniettato nel cilindro diesel avviene durante l'iniezione. Ecco perché un diesel produce una coppia elevata ai bassi regimi, il che rende un veicolo diesel più reattivo in movimento rispetto allo stesso veicolo a benzina. Per questo motivo, e in vista della maggiore economia, la maggior parte camion dotato di motori diesel. Ad esempio, in Russia nel 2007, quasi tutti i camion e gli autobus erano equipaggiati con motori diesel (la transizione finale di questo segmento di veicoli dai motori a benzina ai motori diesel doveva essere completata entro il 2009) . Questo è anche un vantaggio nei motori marini, poiché una coppia elevata a bassi regimi rende più facile utilizzare la potenza del motore in modo efficiente e una maggiore efficienza teorica (vedi ciclo di Carnot) offre una maggiore efficienza del carburante.

Rispetto ai motori a benzina, i gas di scarico dei motori diesel in genere contengono meno monossido di carbonio (CO), ma ora, con l'introduzione dei convertitori catalitici sui motori a benzina, questo vantaggio è meno evidente. I principali gas tossici presenti nello scarico in quantità apprezzabili sono gli idrocarburi (HC o CH), gli ossidi (ossidi) di azoto (NOx) e la fuliggine (o suoi derivati) sotto forma di fumo nero. I veicoli più inquinanti in Russia sono i diesel di camion e autobus, spesso vecchi e non regolamentati.

Altro aspetto importante Un problema di sicurezza è che il gasolio non è volatile (cioè non evapora facilmente) e quindi i motori diesel hanno molte meno probabilità di prendere fuoco, soprattutto perché non utilizzano un sistema di accensione. Insieme all'alto risparmio di carburante questo è stato il motivo dell'uso diffuso di motori diesel nei carri armati, poiché il rischio di incendio nel vano motore dovuto a perdite di carburante è stato ridotto durante le operazioni quotidiane non di combattimento. Il minor rischio di incendio di un motore diesel in condizioni di combattimento è un mito, poiché quando si penetra nell'armatura, il proiettile oi suoi frammenti hanno una temperatura molto più alta del punto di infiammabilità dei vapori Carburante diesel e sono anche in grado di dare fuoco abbastanza facilmente al carburante fuoriuscito. Detonazione di una miscela di vapori di gasolio con aria in un punzone serbatoio di carburante nelle sue conseguenze è paragonabile all'esplosione di munizioni, in particolare, nei carri armati T-34, ha provocato la rottura delle saldature e l'esplosione della parte frontale superiore dello scafo corazzato. D'altra parte, un motore diesel nella costruzione di serbatoi è inferiore a un carburatore in termini di potenza specifica, e quindi in alcuni casi (alta potenza con un piccolo vano motore) può essere più vantaggioso utilizzare un propulsore a carburatore (anche se questo è tipico per le unità combattenti troppo leggere).

Naturalmente ci sono anche degli svantaggi, tra cui il caratteristico battito in testa di un motore diesel durante il suo funzionamento. Tuttavia, vengono notati principalmente dai proprietari di auto con motori diesel e sono quasi invisibili a un estraneo.

Gli ovvi svantaggi dei motori diesel sono la necessità di utilizzare un motorino di avviamento ad alta potenza, torbidità e solidificazione (ceratura) del gasolio estivo a basse temperature, complessità e prezzo più elevato nella riparazione delle apparecchiature per il carburante, poiché le pompe ad alta pressione sono dispositivi di precisione. Inoltre, i motori diesel sono estremamente sensibili alla contaminazione del carburante con particelle meccaniche e acqua. La riparazione dei motori diesel, di norma, è significativa più costoso della riparazione motori a benzina della stessa classe. Anche la capacità in litri dei motori diesel è generalmente inferiore a quella dei motori a benzina, sebbene i motori diesel abbiano una coppia più uniforme e più elevata nella loro cilindrata. Fino a poco tempo fa, le prestazioni ambientali dei motori diesel erano significativamente inferiori a quelle dei motori a benzina. Sui motori diesel classici con iniezione a controllo meccanico è possibile installare solo convertitori di gas di scarico ossidativi funzionanti a temperature dei gas di scarico superiori a 300 ° C, che ossidano solo CO e CH in anidride carbonica (CO 2) e acqua innocui per l'uomo. 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 gasolio) e dalla deposizione di particelle di fuliggine sulla superficie del catalizzatore. La situazione ha cominciato a cambiare solo in l'anno scorso 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 elettronicamente. L'erogazione di un impulso elettrico di controllo è effettuata da l'unità elettronica controllo che riceve segnali da una serie di sensori. I sensori monitorano vari parametri del motore che influenzano la durata e la tempistica dell'impulso di carburante. Quindi, in termini di complessità, un motore diesel moderno e rispettoso dell'ambiente come un motore a benzina non è in alcun modo inferiore al suo omologo a benzina e in una serie di parametri (complessità) lo supera notevolmente. 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 (equivalente approssimativamente alle "atmosfere"), negli ultimi sistemi Common Rail è compresa tra 1000 a 2500 bar, il che comporta molti problemi. Inoltre, il sistema catalitico dei moderni motori diesel per il trasporto è molto più complicato dei motori a benzina, poiché il catalizzatore deve essere in grado di funzionare in condizioni di composizione instabile. gas di scarico, e in alcuni casi, l'introduzione del cosiddetto " filtro antiparticolato» (DPF - filtro antiparticolato). Un "filtro antiparticolato" è una struttura convenzionale simile a un convertitore catalitico 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, parte della fuliggine non sempre viene ossidata e rimane nel "filtro antiparticolato", quindi il programma della centralina commuta periodicamente il motore in modalità "pulizia filtro antiparticolato" mediante la cosiddetta "post-iniezione", ovvero, iniezione di carburante aggiuntivo nei cilindri al termine della fase di combustione per innalzare 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 diventata la presenza di un turbocompressore, e negli ultimi anni - e " intercooler" - un dispositivo che raffredda l'aria dopo compressione turbocompressore - in modo che dopo il raffreddamento per ottenere un grande messa aria (ossigeno) nella camera di combustione alla stessa capacità dei collettori, e Il compressore ha permesso di elevare le caratteristiche di potenza specifica dei motori diesel di massa, in quanto consente il passaggio di più aria attraverso i cilindri durante il ciclo di lavoro.

Fondamentalmente, il design di un motore diesel è simile a quello di un motore a benzina. Tuttavia, parti simili di un motore diesel sono più pesanti e più resistenti alle alte pressioni di compressione che si verificano in un motore diesel, in particolare, la levigatura sulla superficie dello specchio del cilindro è più ruvida, ma la durezza delle pareti del blocco cilindri è maggiore. Le teste dei pistoni, tuttavia, sono appositamente progettate per le caratteristiche di combustione dei motori diesel e sono quasi sempre progettate per rapporti di compressione più elevati. Inoltre, le teste dei pistoni in un motore diesel si trovano sopra (per un motore diesel di un'automobile) il piano superiore del blocco cilindri. In alcuni casi - nei motori diesel più vecchi - le teste dei pistoni contengono una camera di combustione ("iniezione diretta").

Applicazioni

I motori diesel sono utilizzati per azionare centrali elettriche fisse, su rotaia (locomotive diesel, locomotive diesel, treni diesel, vagoni ferroviari) e non cingolati (automobili, autobus, camion) Veicolo Oh, veicoli semoventi e meccanismi (trattori, rulli per asfalto, raschiatori, ecc.), nonché nella costruzione navale come motori principali e ausiliari.

Miti sui motori diesel

motore diesel turbocompresso

• 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 turbocompresse) della stessa cilindrata. Ciò è dimostrato dal prototipo diesel Audi R10, che ha vinto la 24 ore di Le Mans, e dai nuovi motori BMW, che non hanno una potenza inferiore ai motori a benzina aspirati (non turbocompressi) e allo stesso tempo hanno enormi coppia.

• Il motore diesel è troppo rumoroso.

Il funzionamento rumoroso del motore indica un funzionamento improprio e possibili malfunzionamenti. In effetti, alcuni vecchi diesel con iniezione diretta davvero diverso lavoro molto duro. Con l'avvento dei sistemi di alimentazione common rail ad alta pressione, i motori diesel sono stati in grado di 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.

L'economia 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 più lunga di un motore a benzina e può raggiungere i 400-600 mila chilometri. I pezzi di ricambio per i motori diesel sono leggermente più costosi, anche il costo delle riparazioni è più elevato, soprattutto per le apparecchiature per il carburante. Per i motivi di cui sopra, il costo di funzionamento di un motore diesel è leggermente inferiore a quello di un motore a benzina. I risparmi rispetto ai motori a benzina aumentano in proporzione alla potenza, il che determina la popolarità dell'utilizzo dei motori diesel trasporto commerciale e attrezzature pesanti.

• Un motore diesel non può essere convertito per utilizzare gas più economico come carburante.

Fin dai primi momenti della costruzione dei motori diesel, ne sono stati costruiti e sono in costruzione un numero enorme, progettati per funzionare con gas di diversa composizione. Ci sono fondamentalmente due modi per convertire i motori diesel a gas. Il primo metodo consiste nell'alimentare ai cilindri una miscela povera di aria e gas, compressa e accesa da un piccolo getto pilota di gasolio. Un motore che funziona in questo modo è chiamato motore a gas-diesel. Il secondo modo è convertire un motore diesel con una riduzione del rapporto di compressione, l'installazione di un sistema di accensione e, di fatto, con la costruzione invece di un diesel motore a benzina basato su di esso.

primatisti

Motore diesel più grande/più potente

Configurazione - 14 cilindri in linea

Volume di lavoro - 25 480 litri

Diametro cilindro - 960 mm

Corsa del pistone - 2500 mm

Pressione effettiva media - 1,96 MPa (19,2 kgf / cm²)

Potenza: 108.920 CV a 102 giri/min. (rinculo per litro 4,3 CV)

Coppia - 7 571 221 Nm

Consumo di carburante: 13.724 litri all'ora

Peso a secco - 2300 tonnellate

Dimensioni - lunghezza 27 metri, altezza 13 metri

Il più grande motore diesel per un camion

MTU 20V400 progettato per l'installazione su autocarro BelAZ-7561.

Potenza: 3807 CV a 1800 giri/min. ( Consumo specifico carburante alla potenza nominale 198 g/kW*h)

Coppia - 15728 Nm

Il più grande / potente motore diesel di serie per un'autovettura di serie

Audi 6.0 V12 TDI dal 2008 è installato su Audi Q7.

Configurazione - 12 cilindri a forma di V, angolo di campanatura 60 gradi.

Volume di lavoro - 5934 cm³

Diametro cilindro - 83 mm

Corsa - 91,4 mm

Rapporto di compressione - 16

Potenza: 500 CV a 3750 giri/min. (rendimento per litro - 84,3 CV)

Coppia: 1000 Nm nell'intervallo 1750-3250 giri / min.

Il cui principio di funzionamento si basa sull'autoaccensione del carburante se esposto ad aria compressa calda.

Il design di un motore diesel nel suo insieme non è molto diverso da un motore a benzina, tranne per il fatto che il motore diesel non ha un sistema di accensione in quanto tale, poiché l'accensione del carburante avviene secondo un principio diverso. Non da una scintilla, come in un motore a benzina, ma dall'alta pressione, che comprime l'aria, facendola diventare molto calda. L'alta pressione nella camera di combustione impone requisiti speciali per la fabbricazione di parti di valvole progettate per resistere a carichi più gravi (da 20 a 24 unità).

I motori diesel sono utilizzati non solo nei camion, ma anche in molti modelli di automobili. I diesel possono funzionare vari tipi carburante - su colza e olio di palma, su sostanze frazionate e su olio puro.

Il principio di funzionamento di un motore diesel

Il principio di funzionamento di un motore diesel si basa sull'accensione per compressione del carburante che entra nella camera di combustione e si miscela con una massa di aria calda. Il processo di lavoro di un motore diesel dipende esclusivamente dall'eterogeneità dei gruppi di carburante (carburante miscela d'aria). La fornitura di gruppi di carburante in questo tipo di motore avviene separatamente.

Innanzitutto viene fornita aria, che durante il processo di compressione viene riscaldata a temperature elevate (circa 800 gradi Celsius), quindi il carburante viene fornito alla camera di combustione ad alta pressione (10-30 MPa), dopodiché si autoaccende.

Il processo stesso di accensione del carburante è sempre accompagnato da un alto livello di vibrazioni e rumore, quindi i motori diesel sono più rumorosi delle controparti a benzina.

Un simile principio di funzionamento di un motore diesel consente l'utilizzo di tipi di carburante più convenienti ed economici (fino a poco tempo fa :)), riducendo il livello dei costi per la sua manutenzione e rifornimento.

I diesel possono avere sia 2 che 4 tempi di lavoro (aspirazione, compressione, corsa e scarico). La maggior parte delle auto è dotata di motori diesel a 4 tempi.

Tipi di motori diesel

In base alle caratteristiche progettuali delle camere di combustione, i motori diesel possono essere suddivisi in tre tipi:

• Con camera di combustione divisa. In tali dispositivi, il carburante non viene fornito al principale, ma a quello aggiuntivo, il cosiddetto. una camera di turbolenza, che si trova nella testata del blocco cilindri ed è collegata al cilindro tramite un canale. Quando entra nella camera a vortice, la massa d'aria viene compressa il più possibile, migliorando così il processo di accensione del carburante. Il processo di autoaccensione inizia nella camera a vortice, quindi passa nella camera di combustione principale.
• Con camera di combustione indivisa. In tali motori diesel, la camera si trova nel pistone e il carburante viene fornito allo spazio sopra il pistone. Le camere di combustione inseparabili da un lato consentono di risparmiare sui consumi di carburante, dall'altro aumentano la rumorosità durante il funzionamento del motore.
• Motori precamera. Tali motori diesel sono dotati di una precamera plug-in, che è collegata al cilindro tramite canali sottili. La forma e le dimensioni dei canali determinano la velocità di movimento dei gas durante la combustione del carburante, riducendo il livello di rumorosità e tossicità, aumentando la durata del motore.

Sistema di alimentazione in un motore diesel

La base di qualsiasi motore diesel è il suo sistema di alimentazione. Il compito principale del sistema di alimentazione è la fornitura tempestiva la giusta quantità miscela di carburante sotto la pressione di esercizio specificata.

Elementi importanti del sistema di alimentazione in un motore diesel sono:

• pompa del carburante ad alta pressione (TNVD);
• filtro del carburante;
• ugelli

Pompa di benzina

La pompa è responsabile dell'alimentazione del carburante agli iniettori secondo i parametri impostati (a seconda della velocità, della posizione di funzionamento della leva di comando e della pressione di sovralimentazione del turbo). Nei moderni motori diesel è possibile utilizzare due tipi di pompe del carburante: in linea (a pistone) e di distribuzione.

Filtro del carburante

Il filtro è una parte importante di un motore diesel. Il filtro del carburante è selezionato rigorosamente in base al tipo di motore. Il filtro è progettato per isolare e rimuovere l'acqua dal carburante e l'aria in eccesso dall'impianto di alimentazione.

ugelli

Gli ugelli sono elementi altrettanto importanti del sistema di alimentazione in un motore diesel. L'alimentazione tempestiva della miscela di carburante alla camera di combustione è possibile solo con l'interazione della pompa del carburante e degli iniettori. Nei motori diesel vengono utilizzati due tipi di ugelli: con un distributore multi-foro e font. Il distributore dell'ugello determina la forma della fiamma, fornendo un processo di autoaccensione più efficiente.

Avviamento a freddo e motore diesel turbocompresso

L'avviamento a freddo è responsabile del meccanismo preriscaldamento. Ciò è garantito da elementi riscaldanti elettrici - candelette, che sono dotate di una camera di combustione. All'avvio del motore, le candelette raggiungono una temperatura di 900 gradi, riscaldando la massa d'aria che entra nella camera di combustione. La candeletta viene diseccitata 15 secondi dopo l'avvio del motore. I sistemi di riscaldamento prima dell'avviamento del motore ne garantiscono un avviamento sicuro anche a basse temperature atmosferiche.

La sovralimentazione è responsabile dell'aumento della potenza e dell'efficienza di un motore diesel. Fornisce la fornitura di più aria per un processo di combustione più efficiente della miscela di carburante e aumenta la potenza di lavoro del motore. Uno speciale turbocompressore viene utilizzato per garantire la pressione di sovralimentazione richiesta della miscela d'aria in tutte le modalità operative del motore.

Resta solo da dire che le controversie su ciò che è meglio per un normale automobilista scegliere come centrale elettrica nella tua auto, benzina o diesel, non placarti fino ad ora. Entrambe le tipologie di motore presentano vantaggi e svantaggi ed è necessario scegliere in base alle specifiche condizioni di funzionamento della vettura.

Vale la pena iniziare dal fatto che l'efficienza di un motore diesel è molto superiore a quella di una controparte a benzina. In poche parole, questo motore consuma molto meno carburante. I designer sono riusciti a ottenere un risultato simile creando disegno unico.

Importante! Il principio di funzionamento di un motore diesel è molto diverso da un motore a benzina.

Naturalmente, i moderni motori a benzina hanno un'ampia varietà di innovazioni tecnologiche. Basti ricordare l'iniezione diretta. Nonostante ciò, l'indice azione utile motore a benzina è di circa il 30 percento. Per un motore diesel, questo parametro raggiunge i 40. Se ricordiamo il turbocompressore, la cifra può arrivare fino al 50%.

Non sorprende che i motori diesel stiano gradualmente conquistando l'Europa. La benzina costosa incoraggia gli acquirenti a comprare di più auto economiche. I produttori monitorano in tempo reale i cambiamenti nelle preferenze dei consumatori, apportando opportuni aggiustamenti al processo produttivo.

Sfortunatamente, il design di un motore diesel non è privo di difetti. Uno dei più significativi è molto peso. Certo, gli ingegneri hanno fatto molta strada, riducendo gradualmente il peso del motore, ma tutto ha un limite.

Il fatto è che nel dispositivo di un motore diesel, tutte le parti devono essere regolate l'una con l'altra nel modo più accurato possibile. Se negli analoghi della benzina è consentita la possibilità di un leggero contraccolpo, qui è tutto diverso. Di conseguenza, proprio all'inizio dell'introduzione della tecnologia, le unità diesel erano installate solo su grandi macchine. Basti ricordare gli stessi camion dell'inizio del secolo scorso.

Storia della creazione

È difficile da immaginare, ma il primo motore diesel funzionante è stato progettato dall'ingegnere Rudolf Diesel nel XIX secolo. Quindi il normale cherosene veniva usato come combustibile.

Con lo sviluppo della tecnologia, gli scienziati hanno iniziato a sperimentare. Di conseguenza, quali tipi di combustibili non sono stati utilizzati per ottenere migliori risultati. Ad esempio, per qualche tempo i motori sono stati alimentati con olio di colza e persino petrolio greggio. Naturalmente, un tale approccio non potrebbe dare risultati davvero seri.

Molti anni di ricerca hanno portato gli scienziati all'idea di utilizzare olio combustibile e gasolio. Il loro basso costo e la buona infiammabilità hanno permesso di competere seriamente con le controparti a benzina.

Attenzione! L'olio combustibile e il gasolio sono prodotti senza l'uso di complessi processi tecnologici. Questo è il motivo dei loro prezzi bassi. In realtà, sono un sottoprodotto della raffinazione del petrolio.

Inizialmente, i sistemi di iniezione del carburante nei motori diesel erano estremamente imperfetti. Ciò non consentiva l'uso di unità in macchine che funzionavano alti regimi.

I primi esemplari di auto equipaggiate con motori diesel sono apparsi negli anni '20 del secolo scorso. Si trattava di merci e trasporti pubblici. Prima di questo, i motori di questa classe venivano utilizzati solo su macchine fisse o navi.

Solo 15 anni dopo apparvero le prime auto alimentate da un motore diesel. Nonostante ciò, per molto tempo il diesel, essendo potente e immune alla detonazione, non è stato molto utilizzato nell'industria automobilistica. Il fatto è che in presenza di vantaggi significativi, l'unità presentava una serie di svantaggi, come un aumento del rumore durante il funzionamento e un peso elevato.

Solo negli anni '70, quando i prezzi del petrolio iniziarono a salire, tutto cambiò radicalmente. Case automobilistiche e consumatori hanno rivolto gli occhi alle auto, nella loro disposizione, con motori diesel. Fu allora che apparvero per la prima volta i motori diesel compatti.

motore diesel

Dispositivo motore diesel

Il dispositivo di un motore diesel è costituito da quattro elementi principali:

• cilindri,
• pistoni
• iniettore di carburante,
• valvola di ingresso e uscita.

Ogni elemento strutturale svolge il suo compito e ha il suo caratteristiche del progetto. Nel processo di sviluppo, questa tecnologia è stata integrata con molti dettagli che hanno permesso di ottenere una produttività molto maggiore, ecco i principali:

• bruciatore di carburante,
• intercooler.

Ognuna di queste parti ha notevolmente aumentato l'efficienza del motore diesel.

Principio di funzionamento

Il motore diesel funziona per compressione. Attraverso questo processo, il liquido sotto pressione entra nella camera di combustione. Gli elementi passanti sono gli ugelli degli iniettori.

Importante! Il carburante entra solo quando l'aria ha la giusta forza compressione e alta temperatura.

L'aria deve essere abbastanza calda da consentire l'accensione del carburante. Prima di entrare, il liquido passa attraverso una serie di filtri che intrappolano particelle estranee che possono danneggiare il sistema.

Per comprendere il principio di funzionamento di un motore diesel, è necessario considerare l'intero processo di alimentazione e accensione del carburante dall'inizio alla fine. Nella fase iniziale, l'aria viene fornita attraverso la valvola di aspirazione. In questo caso, il pistone si abbassa.

Alcuni sistemi di aspirazione sono inoltre dotati di ammortizzatori. Grazie a loro, nel design vengono creati due canali attraverso i quali entra l'aria. Di conseguenza questo processo le masse d'aria stanno turbinando.

Attenzione! Gli sportelli di aspirazione possono essere aperti solo quando alta frequenza rotazione dell'albero motore.

Quando il pistone raggiunge il suo punto più alto, l'aria viene compressa 20 volte. La pressione massima è di circa 40 chilogrammi per centimetro quadrato. In questo caso, la temperatura raggiunge i 500 gradi.

L'ugello inietta carburante nella camera in una quantità strettamente specificata. L'accensione è dovuta esclusivamente a alta temperatura. È questo fatto che spiega il fatto che non ci sono candele nel dispositivo del motore diesel. Inoltre, non esiste un sistema di accensione in quanto tale.

L'assenza di una valvola a farfalla nel design consente di sviluppare una coppia elevata. Ma il numero di giri allo stesso tempo è a un livello costantemente basso. In un ciclo possono essere effettuate diverse iniezioni di liquido.

Il pistone spinge verso il basso la pressione dei gas in espansione. Il risultato di questo processo è che l'albero motore ruota. L'anello di collegamento in questo microprocesso è la biella.

Raggiungere fino a punto in basso, il pistone si alza nuovamente, spingendo fuori i gas già di scarico. Escono dalla valvola di scarico. Questo ciclo si ripete più e più volte in un motore diesel.

Per ridurre la percentuale di fuliggine nei gas che fuoriescono impianto di scarico c'è un filtro speciale. Ti consente di ridurre significativamente i danni causati all'ambiente.

Nodi aggiuntivi

Come funziona una turbina

La turbina nel dispositivo di un motore diesel può aumentare significativamente le prestazioni complessive del sistema. Tuttavia, gli ingegneri automobilistici non sono giunti immediatamente a questa decisione.

L'impulso per la creazione di una turbina e la sua introduzione nella struttura generale di un motore diesel è stato quello il carburante non ha il tempo di esaurirsi completamente mentre il pistone si sposta nel punto morto.

Il principio di funzionamento della turbina su un motore diesel è che questo elemento strutturale consente di ottenere combustione completa carburante. Di conseguenza, la potenza del motore aumenta in modo significativo.

Il dispositivo turbocompressore è costituito dai seguenti elementi:

• Due involucri: uno è fissato alla turbina, il secondo al compressore.
• I cuscinetti sono il supporto del gruppo.
• La funzione protettiva è svolta da una rete d'acciaio.

L'intero ciclo della turbina di un motore diesel è costituito dalle seguenti fasi:

1. L'aria viene aspirata da un compressore.
2. Il rotore è collegato, che è azionato dal rotore della turbina.
3. L'intercooler raffredda l'aria.
4. L'aria passa attraverso diversi filtri ed entra attraverso il collettore di aspirazione. Al termine di questa azione, la valvola si chiude. L'apertura avviene a fine corsa utile.
5. I gas di scarico passano attraverso la turbina di un motore diesel, esercitando così una pressione sul rotore.
6. In questa fase, la velocità di rotazione della turbina di un motore diesel può raggiungere circa 1500 giri al secondo. Ciò fa ruotare il rotore del compressore attraverso l'albero.

Questo ciclo si ripete più e più volte. Grazie all'utilizzo di una turbina, la potenza di un motore diesel aumenta.

Importante! Quando l'aria si raffredda, la densità dell'aria aumenta.

L'aumento della densità dell'aria consente di fornirla in quantità molto maggiore all'interno del motore. L'aumento del flusso contribuisce al fatto che il carburante all'interno del sistema si esaurisce completamente.

Intercooler e ugello

Durante la compressione, non solo aumenta la densità dell'aria, ma anche la sua temperatura. Sfortunatamente, ciò influisce notevolmente sulla durata del motore diesel. Pertanto, gli scienziati hanno inventato un dispositivo come un intercooler. Riduce efficacemente la temperatura del flusso d'aria.

Importante! L'intercooler funziona raffreddando l'aria mediante trasferimento di calore.

Il dispositivo può avere uno o due ugelli. Il loro compito è spruzzare e dosare il carburante. Il principio di funzionamento dell'iniettore del motore diesel è implementato grazie alla camma, che si allontana da albero a camme.

Attenzione! Gli iniettori del motore diesel funzionano in modalità pulsata.

Risultati

Attraverso l'uso di nuove tecnologie e componenti aggiuntivi, un motore diesel consente di ottenere un incredibile tasso di efficienza dalla combustione del carburante. Questo indicatore raggiunge il 40-50%. Che è quasi il doppio rispetto alla controparte a benzina.

Le caratteristiche del motore diesel come l'economia e la coppia elevata lo rendono la scelta preferita. I moderni motori diesel sono vicini ai motori a benzina in termini di rumorosità, pur mantenendo i vantaggi in termini di efficienza e affidabilità.

Costruzione e struttura

In base alla progettazione, un motore diesel non differisce da un motore a benzina: gli stessi cilindri, pistoni, bielle. È vero, le parti della valvola sono rinforzate per sopportare carichi elevati - dopotutto, il rapporto di compressione di un motore diesel è molto più alto (19-24 unità contro 9-11 per un motore a benzina). Questo spiega il grande peso e le dimensioni del motore diesel rispetto alla benzina.

La differenza fondamentale sta nei metodi di formazione di una miscela di carburante e aria, la sua accensione e combustione. In un motore a benzina, la miscela si forma nel sistema di aspirazione e nel cilindro viene accesa da una scintilla della candela. nel motore diesel il carburante e l'aria sono forniti separatamente. Innanzitutto, l'aria entra nei cilindri. Al termine della corsa di compressione, quando viene riscaldato ad una temperatura di 700-800 ° C, il gasolio viene iniettato ad alta pressione nella camera di combustione ad alta pressione, che si accende quasi istantaneamente spontaneamente.

La miscelazione nei motori diesel avviene in un periodo di tempo molto breve. Per ottenere una miscela combustibile in grado di bruciare rapidamente e completamente, è necessario che il combustibile sia atomizzato nelle particelle più piccole possibili e che ogni particella abbia una quantità d'aria sufficiente per una combustione completa. A tal fine, il carburante viene iniettato nel cilindro da un iniettore ad una pressione diverse volte superiore alla pressione dell'aria durante la fase di compressione nella camera di combustione.

I motori diesel utilizzano camere di combustione indivise. Rappresentano un unico volume delimitato dal fondo pistone 3 e le superfici della testata e delle pareti del cilindro. Per una migliore miscelazione del combustibile con l'aria, la forma della camera di combustione indivisa è adattata alla forma delle torce del combustibile. Recesso 1, ricavato nella parte inferiore del pistone, contribuisce alla creazione di un movimento d'aria a vortice.

Il carburante finemente atomizzato viene iniettato da ugelli 2 attraverso diversi fori diretti a determinati recessi. Affinché il carburante bruci completamente e il diesel abbia le migliori capacità e indicatori economici, il carburante deve essere iniettato nel cilindro prima che il pistone raggiunga il PMS.

L'autoaccensione è accompagnata da un forte aumento della pressione, da cui l'aumento del rumore e della rigidità del lavoro. Questa organizzazione del processo di lavorazione consente di lavorare su miscele molto magre, il che ne determina l'elevata efficienza. Anche le prestazioni ambientali sono migliori: quando si utilizzano miscele magre, emissioni sostanze nocive meno dei motori a benzina.

Gli svantaggi includono aumento del rumore e delle vibrazioni, minore potenza, difficoltà di avviamento a freddo, problemi con il gasolio invernale. In diesel moderni questi problemi non sono così evidenti.

Il gasolio deve soddisfare determinati requisiti. I principali indicatori della qualità del carburante sono purezza, bassa viscosità, bassa temperatura di autoaccensione, alta numero di cetano(non inferiore a 40). Maggiore è il numero di cetano, minore è il periodo di ritardo dell'autoaccensione dopo il momento in cui viene iniettato nel cilindro e il motore gira più dolcemente (senza detonazioni).

Tipi di motori diesel

Esistono diversi tipi di motori diesel, la cui differenza sta nel design della camera di combustione. Nei motori diesel con camera di combustione indivisa- Li chiamo motori diesel con iniezione diretta: il carburante viene iniettato nello spazio sopra il pistone e la camera di combustione è ricavata nel pistone. L'iniezione diretta viene utilizzata su motori a bassa velocità con grande cilindrata. Ciò è dovuto alle difficoltà del processo di combustione, nonché all'aumento del rumore e delle vibrazioni.

Grazie all'introduzione delle pompe del carburante ad alta pressione (HFP) con controllo elettronico, iniezione del carburante a due stadi e ottimizzazione del processo di combustione, è stato possibile ottenere un funzionamento stabile di un motore diesel con una camera di combustione indivisa a velocità fino a 4500 giri / min, migliorare l'efficienza, ridurre il rumore e le vibrazioni.

Il più comune è un altro tipo di diesel: con camera di combustione separata. Il carburante non viene iniettato nel cilindro, ma in una camera aggiuntiva. Tipicamente, viene utilizzata una camera di turbolenza, realizzata nella testata e collegata al cilindro tramite un canale speciale in modo che, quando viene compressa, l'aria che entra nella camera di turbolenza venga intensamente attorcigliata, il che migliora il processo di autoaccensione e formazione della miscela. L'autoaccensione inizia nella camera a vortice e poi continua nella camera di combustione principale.

Con una camera di combustione separata, il tasso di aumento della pressione nel cilindro è ridotto, il che contribuisce a ridurre il rumore e ad aumentare la velocità massima. Tali motori costituiscono la maggior parte di quelli installati sulle auto moderne.

Dispositivo del sistema di alimentazione

Il sistema più importante è il sistema di alimentazione del carburante. La sua funzione è quella di fornire una quantità strettamente definita di carburante in un dato momento e con una data pressione. L'elevata pressione del carburante e i requisiti di precisione rendono il sistema di alimentazione complesso e costoso.

Gli elementi principali sono: pompa di benzina alta pressione (TNVD), ugelli e filtro carburante.

pompa d'iniezione

La pompa di iniezione è progettata per fornire carburante agli iniettori secondo un programma rigorosamente definito, a seconda della modalità di funzionamento del motore e delle azioni del conducente. Al suo interno, una moderna pompa di iniezione combina le funzioni di un sistema complesso controllo automatico motore e l'attuatore principale, elaborando i comandi del conducente.

Premendo il pedale dell'acceleratore, il guidatore non aumenta direttamente l'alimentazione del carburante, ma cambia solo il programma dei regolatori, che a loro volta modificano l'alimentazione in base a dipendenze rigorosamente definite dalla velocità, dalla pressione di sovralimentazione, dalla posizione della leva del regolatore, ecc.

Su auto moderne vengono utilizzate pompe di iniezione di distribuzione. Le pompe di questo tipo sono ampiamente utilizzate. Sono compatti, hanno un'elevata uniformità di alimentazione del carburante attraverso i cilindri e un ottimo lavoro ad alte velocità grazie alla velocità dei regolatori. Allo stesso tempo, pongono requisiti elevati in termini di purezza e qualità del gasolio: dopotutto, tutte le loro parti sono lubrificate con carburante e le lacune negli elementi di precisione sono ridotte.

Ugelli.

Un altro elemento importante del sistema di alimentazione è l'iniettore. Insieme alla pompa del carburante ad alta pressione, garantisce l'alimentazione di una quantità di carburante rigorosamente dosata alla camera di combustione. La regolazione della pressione di apertura dell'ugello determina pressione di esercizio nel sistema di alimentazione e il tipo di nebulizzatore determina la forma del pennacchio di carburante, che è importante per il processo di autoaccensione e combustione. Di solito vengono utilizzati ugelli di due tipi: con un distributore di tipo o multiforo.

L'iniettore sul motore funziona in condizioni severe: l'ago dell'atomizzatore ricambia a una frequenza inferiore alla metà della velocità del motore e allo stesso tempo l'atomizzatore entra direttamente in contatto con la camera di combustione. Pertanto, l'atomizzatore dell'ugello è realizzato con materiali resistenti al calore con estrema precisione ed è un elemento di precisione.

Filtri carburante.

Il filtro del carburante, nonostante la sua semplicità, lo è elemento essenziale motore diesel. I suoi parametri, come la finezza di filtrazione, portata, deve corrispondere rigorosamente a un certo tipo di motore. Una delle sue funzioni è quella di separare e rimuovere l'acqua, per cui il minore tappo di scarico. Una pompa di adescamento manuale è spesso montata sulla parte superiore dell'alloggiamento del filtro per rimuovere l'aria dal sistema di alimentazione.

A volte è installato un sistema di riscaldamento elettrico filtro del carburante, che facilita in qualche modo l'avviamento del motore, evitando che il filtro si intasi con le paraffine che si formano durante la cristallizzazione del gasolio in condizioni invernali.

Com'è il lancio?

L'avviamento a freddo del motore diesel è garantito dal sistema di preriscaldamento. Per fare ciò, nelle camere di combustione vengono inseriti elementi riscaldanti elettrici - candelette. Quando si inserisce l'accensione, le candele si riscaldano fino a 800-900 ° C in pochi secondi, fornendo così il riscaldamento dell'aria nella camera di combustione e facilitando l'autoaccensione del carburante. Una spia di controllo in cabina segnala al conducente il funzionamento del sistema.

Estinzione lampada di controllo indica la disponibilità al lancio. L'alimentazione dalla candela viene rimossa automaticamente, ma non immediatamente, ma 15-25 secondi dopo l'avvio, per garantire un funzionamento stabile di un motore freddo. I moderni sistemi di preriscaldamento consentono un facile avviamento di un motore diesel riparabile fino a una temperatura di 25-30 ° C, ovviamente soggetta alla stagione dell'olio e del gasolio.

Turbo e Common Rail

Un mezzo efficace per aumentare la potenza è il turbocompressore. Consente di fornire aria aggiuntiva ai cilindri e, di conseguenza, aumenta la potenza. La pressione dei gas di scarico di un motore diesel è 1,5-2 volte superiore a quella di un motore a benzina, il che consente al turbocompressore di fornire una spinta efficace fin dai regimi più bassi, evitando il "turbo lag" caratteristico dei motori turbo a benzina.

Il controllo computerizzato dell'alimentazione del carburante ha permesso di iniettarlo nella camera di combustione del cilindro in due porzioni dosate con precisione. Prima arriva una dose minuscola, solo circa un milligrammo, che, una volta bruciata, aumenta la temperatura nella camera, e poi arriva la "carica" ​​​​principale. Per un motore diesel con accensione spontanea del carburante, questo è molto importante, poiché in questo caso la pressione nella camera di combustione aumenta in modo più fluido, senza "strappi". Di conseguenza, il motore funziona in modo più morbido e meno rumoroso.

Di conseguenza, nei motori diesel con sistema Common-Rail, il consumo di carburante viene ridotto del 20% e la coppia ai bassi regimi dell'albero motore aumenta del 25%. Anche il contenuto di fuliggine nello scarico è ridotto e il rumore del motore è ridotto.

Molto comune nelle automobili. Molti modelli hanno almeno un'opzione gamma del motore. E questo senza tener conto di camion, autobus e macchine edili, dove vengono utilizzati ovunque. Successivamente, consideriamo cos'è un motore diesel, design, principio di funzionamento, caratteristiche.

Definizione

Questa unità è il cui funzionamento si basa sull'autoaccensione del combustibile atomizzato dal riscaldamento o dalla compressione.

Caratteristiche del progetto

Un motore a benzina ha gli stessi elementi strutturali di un motore diesel. Anche lo schema di funzionamento nel suo insieme è simile. La differenza sta nei processi di formazione miscela aria-carburante e la sua combustione. Inoltre, i motori diesel sono parti più durevoli. Ciò è dovuto a circa il doppio del rapporto di compressione dei motori a benzina (19-24 contro 9-11).

Classificazione

Secondo il design della camera di combustione, i motori diesel sono suddivisi in opzioni con camera di combustione separata e con iniezione diretta.

Nel primo caso la camera di combustione è separata dal cilindro e ad esso collegata tramite un canale. Quando viene compressa, l'aria che entra nella camera a vortice viene attorcigliata, il che migliora la formazione della miscela e l'autoaccensione, che inizia lì e continua nella camera principale. Motori diesel di questo tipo erano precedentemente comuni sulle autovetture a causa del fatto che differivano livello ridotto rumore e una vasta gamma di giri dalle opzioni discusse di seguito.

Nell'iniezione diretta, la camera di combustione si trova nel pistone e il carburante viene fornito allo spazio sopra il pistone. Questo design è stato originariamente utilizzato su motori ad alto volume a bassa velocità. Erano caratterizzati da un alto livello di rumore e vibrazioni e flusso basso carburante. Successivamente, con l'avvento del controllo elettronico e l'ottimizzazione del processo di combustione, i progettisti hanno raggiunto funzionamento stabile a una gamma fino a 4500 giri/min. Inoltre, maggiore efficienza, riduzione del rumore e dei livelli di vibrazione. Tra le misure per ridurre la rigidità del lavoro c'è una pre-iniezione in più fasi. A causa di ciò, i motori di questo tipo si sono diffusi negli ultimi due decenni.

Secondo il principio di funzionamento, i motori diesel sono suddivisi in quattro tempi e due tempi, nonché motori a benzina. Le loro caratteristiche sono discusse di seguito.

Principio operativo

Per capire cos'è il diesel e cosa lo provoca caratteristiche funzionali, è necessario considerare il principio di funzionamento. La suddetta classificazione motori a combustione interna a pistoni si basa sul numero di corse incluse nel ciclo di lavoro, che si distinguono per l'entità dell'angolo di rotazione dell'albero motore.

Pertanto, include 4 fasi.

• Ingresso. Si verifica quando l'albero motore ruota da 0 a 180°. In questo caso l'aria passa nel cilindro attraverso la valvola di aspirazione aperta a 345-355°. Allo stesso tempo, durante la rotazione dell'albero motore di 10-15 °, si apre la valvola di scarico, che si chiama sovrapposizione.
• Compressione. Il pistone, salendo a 180-360°, comprime l'aria 16-25 volte (rapporto di compressione), e la valvola di aspirazione si chiude all'inizio del ciclo (a 190-210°).
• Flusso di lavoro, estensione. Si verifica a 360-540°. All'inizio della corsa, fino a quando il pistone raggiunge il punto morto superiore, il carburante viene iniettato nell'aria calda e acceso. Questa è una caratteristica dei motori diesel che li distingue dai motori a benzina, dove si verifica l'anticipo dell'accensione. I prodotti di combustione risultanti spingono il pistone verso il basso. In questo caso il tempo di combustione del combustibile è pari al tempo della sua erogazione da parte dell'ugello e dura non più della durata della corsa di lavoro. Cioè, durante il processo di lavoro, la pressione del gas è costante, per cui i motori diesel sviluppano più coppia. Anche caratteristica importante tali motori è la necessità di fornire aria in eccesso nel cilindro, poiché la fiamma occupa una piccola parte della camera di combustione. Cioè, la proporzione della miscela aria-carburante è diversa.
• Pubblicazione. A 540-720 ° di rotazione dell'albero motore, la valvola di scarico aperta, il pistone, spostandosi verso l'alto, sposta i gas di scarico.

Il ciclo a due tempi è caratterizzato da fasi accorciate e da un unico processo di scambio gassoso nel cilindro (spurgo) che avviene tra la fine della corsa e l'inizio della compressione. Quando il pistone si abbassa, i prodotti della combustione vengono rimossi valvole di scarico o finestre (nella parete del cilindro). Successivamente, le finestre di ingresso vengono aperte per far entrare aria fresca. Quando il pistone si alza, tutte le finestre si chiudono e inizia la compressione. Poco prima che venga raggiunto il PMS, il carburante viene iniettato e acceso e inizia l'espansione.

A causa della difficoltà di garantire lo spurgo della camera a vortice motori a due tempi disponibile solo con iniezione diretta.

Le prestazioni di tali motori sono 1,6-1,7 volte superiori alle caratteristiche di un motore diesel a quattro tempi. La sua crescita è assicurata dall'esecuzione doppia delle corse di lavoro, ma è parzialmente ridotta a causa delle dimensioni ridotte e del soffio. A causa del doppio numero di corse di lavoro, il ciclo a due tempi è particolarmente rilevante se non è possibile aumentare la velocità.

Il problema principale di tali motori è lo scavenging dovuto alla sua breve durata, che non può essere compensato senza ridurre l'efficienza accorciando la corsa. Inoltre, è impossibile separare lo scarico e l'aria fresca, a causa della quale parte di quest'ultima viene rimossa con i gas di scarico. Questo problema può essere risolto fornendo finestre di scarico anticipate. In questo caso, i gas iniziano a essere rimossi prima dello spurgo e, dopo che l'uscita è stata chiusa, il cilindro viene riempito con aria fresca.

Inoltre, quando si utilizza un cilindro, sorgono difficoltà con il sincronismo di apertura / chiusura dei finestrini, quindi ci sono motori (PDP) in cui ogni cilindro ha due pistoni che si muovono sullo stesso piano. Uno di loro controlla l'aspirazione, l'altro controlla lo scarico.

Secondo il meccanismo di implementazione, lo spurgo è diviso in scanalato (finestra) e scanalato a valvola. Nel primo caso, le finestre fungono sia da aperture di ingresso che di uscita. La seconda opzione prevede il loro utilizzo come porte di aspirazione e per lo scarico viene utilizzata una valvola nella testata del cilindro.

Tipicamente, i motori diesel a due tempi vengono utilizzati su veicoli pesanti come navi, locomotive diesel, carri armati.

Sistema di alimentazione carburante

L'equipaggiamento del carburante dei motori diesel è molto più complicato di quello dei motori a benzina. Ciò è dovuto agli elevati requisiti per l'accuratezza della fornitura di carburante in termini di tempo, quantità e pressione. I componenti principali del sistema di alimentazione: pompa di iniezione, ugelli, filtro.

È ampiamente utilizzato un sistema di alimentazione del carburante controllato da computer (Common-Rail). Lo schizza in due colpi. Il primo è piccolo, serve ad aumentare la temperatura nella camera di combustione (pre-iniezione), che riduce il rumore e le vibrazioni. Inoltre, questo sistema aumenta la coppia ai bassi regimi del 25%, riduce il consumo di carburante del 20% e il contenuto di fuliggine nei gas di scarico.

Turbocompressore

Le turbine sono ampiamente utilizzate nei motori diesel. Ciò è dovuto alla maggiore (1,5-2) volte la pressione dei gas di scarico che fanno girare la turbina, che consente di evitare il turbo lag fornendo spinta dai regimi più bassi.

Partenza a freddo

Puoi trovare molte recensioni che a basse temperature La difficoltà di avviare tali motori a basse temperature è dovuta al fatto che ciò richiede più energia. Per facilitare il processo, sono attrezzati preriscaldatore di avviamento. Questo dispositivo è rappresentato dalle candelette poste nelle camere di combustione che, all'inserimento dell'accensione, riscaldano l'aria al loro interno e lavorano per altri 15-25 secondi dopo l'avviamento per garantire la stabilità del motore freddo. Grazie a ciò, i motori diesel vengono avviati a temperature di -30 ... -25 ° С.

Caratteristiche del servizio

Per garantire la durata durante il funzionamento, è necessario sapere cos'è un motore diesel e come mantenerlo. La prevalenza relativamente bassa dei motori in esame rispetto ai motori a benzina si spiega, tra l'altro, con una manutenzione più complessa.

Prima di tutto, questo riguarda il sistema di alimentazione ad alta complessità. Per questo motivo, i motori diesel sono estremamente sensibili al contenuto di acqua e particelle meccaniche nel carburante e la sua riparazione è più costosa, così come il motore nel suo insieme rispetto a aggiunta di benzina lo stesso livello.

Nel caso di una turbina, anche i requisiti di qualità sono elevati. olio motore. La sua risorsa è solitamente di 150 mila km e il costo è elevato.

In ogni caso, i motori diesel dovrebbero essere cambiati olio più spesso rispetto ai motori a benzina (2 volte secondo gli standard europei).

Come detto, questi motori presentano problemi di avviamento a freddo a basse temperature, in alcuni casi causati dall'utilizzo di carburante non idoneo (a seconda della stagione, su tali motori vengono utilizzate gradazioni diverse, poiché carburante estivo solidifica a basse temperature).

Prestazione

Inoltre, a molti non piacciono le qualità dei motori diesel come la potenza inferiore e la gamma di velocità operativa, di più alto livello rumore e vibrazioni.

Un motore a benzina è infatti di solito superiore in termini di prestazioni, inclusi i litri di potenza, a un diesel simile. Il motore del tipo in questione allo stesso tempo ha una curva di coppia più alta e uniforme. Grado elevato la compressione, che fornisce più coppia, costringe all'uso di parti più forti. Poiché sono più pesanti, la potenza è ridotta. Inoltre, ciò influisce sulla massa del motore e, di conseguenza, sull'auto.

Una piccola gamma di velocità operative è dovuta a un'accensione più lunga del carburante, per cui non ha il tempo di esaurirsi ad alte velocità.

Un aumento del livello di rumore e vibrazioni provoca un forte aumento della pressione nel cilindro durante l'accensione.

I principali vantaggi dei motori diesel sono considerati maggiore trazione, efficienza e rispetto dell'ambiente.

La tiagovità, ovvero la coppia elevata a basse velocità, è spiegata dalla combustione del carburante durante l'iniezione. Ciò fornisce una maggiore reattività e facilita un uso efficiente della potenza.

L'economicità è dovuta sia ai bassi consumi sia al fatto che il gasolio è più economico. Inoltre, è possibile utilizzare di bassa qualità oli pesanti a causa dell'assenza di requisiti rigorosi per la volatilità. E più pesante è il carburante, maggiore è l'efficienza del motore. Infine, i motori diesel funzionano con miscele magre rispetto ai motori a benzina e con un rapporto di compressione elevato. Quest'ultimo fornisce una minore perdita di calore con i gas di scarico, ovvero una maggiore efficienza. Tutte queste misure riducono il consumo di carburante. Diesel, grazie a questo, lo spende il 30-40% in meno.

La compatibilità ambientale dei motori diesel è spiegata dal fatto che i loro gas di scarico hanno un contenuto inferiore di monossido di carbonio. Ciò si ottiene utilizzando complessi sistemi di pulizia, grazie ai quali ora Motore a benzina corrisponde allo stesso normative ambientali come diesel. Un motore di questo tipo era in precedenza significativamente inferiore alla benzina a questo proposito.

Applicazione

Come si evince da cos'è un motore diesel e quali sono le sue caratteristiche, tali motori sono più adatti a quei casi in cui è necessaria un'elevata trazione a bassi regimi. Pertanto, sono dotati di quasi tutti gli autobus, camion e attrezzatura da costruzione. Per quanto riguarda i veicoli privati, tra questi tali parametri sono i più importanti per i SUV. A causa dell'elevata efficienza, anche i modelli urbani sono dotati di questi motori. Inoltre, sono più convenienti da gestire in tali condizioni. I test drive diesel lo testimoniano.