Kas ir dīzelis? Dīzeļdzinēja darbības princips, ierīce un tehniskie parametri

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:43

Dīzeļdzinēji ir ļoti izplatīti vieglajos automobiļos. Daudziem modeļiem ir vismaz viena iespēja motoru klāstā. Un tas ir, neņemot vērā kravas automašīnas, autobusus un celtniecības tehniku, kur tos izmanto visur. Tālāk mēs apsvērsim, kas ir dīzeļdzinējs, dizains, darbības princips, īpašības.

Definīcija

Šis agregāts ir iekšdedzes dzinējs ar virzuļu kustību, kura darbības pamatā ir izsmidzinātās degvielas pašaizdegšanās no karsēšanas vai kompresijas.

Dizaina funkcijas

Benzīna dzinējam ir tādi paši konstrukcijas elementi kā dīzeļdzinējam. Arī funkcionēšanas shēma kopumā ir līdzīga. Atšķirība slēpjas gaisa un degvielas maisījuma veidošanās procesos un tā sadegšanas procesos. Turklāt dīzeļdzinēji ir izturīgākas detaļas. Tas ir saistīts ar aptuveni divreiz lielāku kompresijas pakāpi nekā benzīna dzinējiem (19-24 pret 9-11).

Klasifikācija

Atbilstoši sadegšanas kameras konstrukcijai dīzeļdzinēji ir sadalīti opcijās ar atsevišķu sadegšanas kameru un ar tiešo iesmidzināšanu.

PirmajāŠajā gadījumā sadegšanas kamera ir atdalīta no cilindra un savienota ar to ar kanālu. Saspiežot, virpuļveida kamerā ieplūstošais gaiss tiek savīti, kas uzlabo maisījuma veidošanos un pašaizdegšanos, kas tur sākas un turpinās galvenajā kamerā. Šāda veida dīzeļdzinēji iepriekš bija izplatīti vieglajos automobiļos, jo tiem bija zemāks trokšņa līmenis un liels apgriezienu diapazons no tālāk aplūkotajām iespējām.

Dīzeļdzinējos ar tiešo iesmidzināšanu sadegšanas kamera atrodas virzulī, un degviela tiek piegādāta virsvirzuļa telpā. Šis dizains sākotnēji tika izmantots zema ātruma liela apjoma dzinējiem. Tie izcēlās ar augstu trokšņa un vibrācijas līmeni un zemu degvielas patēriņu. Vēlāk, parādoties elektroniski vadāmiem augstspiediena degvielas sūkņiem un optimizējot sadegšanas procesu, dizaineri panāca stabilu darbību diapazonā līdz 4500 apgr./min. Turklāt paaugstināta efektivitāte, samazināts trokšņa un vibrācijas līmenis. Starp pasākumiem, lai samazinātu darba stingrību, ir daudzpakāpju iepriekšēja injekcija. Pateicoties tam, šāda veida dzinēji ir kļuvuši plaši izplatīti pēdējo divu desmitgažu laikā.

Pēc darbības principa dīzeļdzinējus iedala četrtaktu un divtaktu, kā arī benzīna dzinējos. To funkcijas ir apskatītas tālāk.

Darbības princips

Lai saprastu, kas ir dīzeļdzinējs un kas nosaka tā funkcionālās īpašības, ir jāņem vērā darbības princips. Iepriekš minētā virzuļu iekšdedzes dzinēju klasifikācija ir balstīta uz darba ciklā iekļauto gājienu skaitu, kas atšķiras ar kloķvārpstas griešanās leņķa lielumu.

Tāpēc četrtaktu dzinēju darba ciklā ir 4 fāzes.

• Ieplūde. Rodas, kad kloķvārpsta griežas no 0 līdz 180°. Šajā gadījumā gaiss nokļūst cilindrā caur ieplūdes vārstu, kas atvērts 345-355 ° leņķī. Tajā pašā laikā, pagriežot kloķvārpstu par 10-15 °, tiek atvērts izplūdes vārsts, ko sauc par pārklāšanos.
• Kompresija. Virzulis, kas virzās uz augšu par 180-360°, saspiež gaisu 16-25 reizes (saspiešanas pakāpe), un ieplūdes vārsts aizveras gājiena sākumā (pie 190-210°).
• Darba gājiens, pagarinājums. Rodas pie 360-540°. Gājiena sākumā, līdz virzulis sasniedz augšējo miršanas punktu, degvielu iesmidzina karstā gaisā un aizdedzina. Šī ir dīzeļdzinēju īpašība, kas tos atšķir no benzīna dzinējiem, kur notiek aizdedze. Iegūtie sadegšanas produkti nospiež virzuli uz leju. Šajā gadījumā degvielas sadegšanas laiks ir vienāds ar tās padeves laiku no sprauslas un ilgst ne ilgāk kā darba gājiena ilgumu. Tas ir, darba procesā gāzes spiediens ir nemainīgs, kā rezultātā dīzeļdzinēji attīsta lielāku griezes momentu. Arī svarīga šādu motoru iezīme ir nepieciešamība nodrošināt gaisa pārpalikumu cilindrā, jo liesma aizņem nelielu daļu no sadegšanas kameras. Tas nozīmē, ka gaisa un degvielas maisījuma proporcija ir atšķirīga.
• Izlaidiet. Kloķvārpstas rotācijas leņķī 540–720° izplūdes vārsts ir atvērts un virzulis virzās uz augšu, lai izspiestu izplūdes gāzes.

Divtaktu ciklu raksturo saīsinātas fāzes un viens gāzes apmaiņas process cilindrā (iztīrīšana), kas notiek starp gājiena beigām un kompresijas sākumu. Kad virzulis virzās uz leju, sadegšanas produkti tiek noņemti caur izplūdes vārstiem vai logiem (cilindru sienā). Vēlāk tiek atvērti ieplūdes logi, lai ieplūstu svaigā gaisā. Virzulim paceļoties, visi logi aizveras un sākas kompresija. Tieši pirms TDC sasniegšanas degviela tiek iesmidzināta un aizdedzināta, sākas izplešanās.

Tā kā ir grūti iztīrīt virpuļkameru, divtaktu dzinēji ir pieejami tikai ar tiešo iesmidzināšanu.

Šādu dzinēju veiktspēja ir 1,6-1,7 reizes lielāka nekā četrtaktu tipa dīzeļdzinēja veiktspēja. Tās pieaugumu nodrošina divreiz biežāka darba sitienu izpilde, bet daļēji samazinās to mazākā izmēra un pūšanas dēļ. Divkāršā sitienu skaita dēļ divtaktu cikls ir īpaši aktuāls, ja nav iespējams palielināt ātrumu.

Šo dzinēju galvenā problēma ir atsūknēšana to īsā darbības laika dēļ, ko nevar kompensēt, nesamazinot efektivitāti, saīsinot gājienu. Turklāt nav iespējams atdalīt izplūdes un svaigo gaisu, kā rezultātā daļa no pēdējā tiek noņemta kopā ar izplūdes gāzēm. Šo problēmu var atrisināt, nodrošinot iepriekšējus izplūdes logus. Šajā gadījumā gāzes sāk izvadīt pirms iztukšošanas, un pēc izplūdes atveres aizvēršanas balons tiek papildināts ar svaigu gaisu.

Turklāt, kadizmantojot vienu cilindru, rodas grūtības ar logu atvēršanas/aizvēršanas sinhronizāciju, tāpēc ir dzinēji (PDP), kuros katram cilindram ir divi virzuļi, kas kustas vienā plaknē. Viens no tiem kontrolē ieplūdi, otrs kontrolē izplūdi.

Atbilstoši ieviešanas mehānismam iztīrīšanu iedala rievotajā (logu) un vārstu spraugā. Pirmajā gadījumā logi kalpo gan kā ieplūdes, gan izplūdes atveres. Otrā iespēja ietver to izmantošanu kā ieplūdes atveres, un vārsts cilindra galvā kalpo kā izvads.

Parasti divtaktu dīzeļi tiek izmantoti smagajiem transportlīdzekļiem, piemēram, kuģiem, dīzeļlokomotīvēm, cisternām.

Degvielas sistēma

Dīzeļdzinēju degvielas aprīkojums ir daudz sarežģītāks nekā benzīna dzinēju. Tas ir saistīts ar augstām prasībām degvielas padeves precizitātei laika, daudzuma un spiediena ziņā. Galvenās degvielas sistēmas sastāvdaļas - iesmidzināšanas sūknis, sprauslas, filtrs.

Datorvadāmā degvielas padeves sistēma (Common-Rail) tiek plaši izmantota. Viņa to izšļakstina divos šāvienos. Pirmais no tiem ir mazs, kalpo temperatūras paaugstināšanai sadegšanas kamerā (iepriekšēja iesmidzināšana), kas samazina troksni un vibrāciju. Turklāt šī sistēma palielina griezes momentu pie maziem apgriezieniem par 25%, samazina degvielas patēriņu par 20% un kvēpu saturu izplūdes gāzēs.

Turbokompresors

Turbīnas plaši izmanto dīzeļdzinējos. Tas ir saistīts ar lielāku (1,5-2) reizes lielāku izplūdes gāzu spiedienu, kaspagrieziet turbīnu, kas novērš turbo aizkavēšanos, nodrošinot pastiprinājumu no zemākiem apgriezieniem.

Aukstais starts

Var atrast daudz atsauksmju, ka dīzelis neieslēdzas zemā temperatūrā. Šādu motoru iedarbināšanas grūtības aukstos apstākļos ir saistītas ar to, ka tas prasa vairāk enerģijas. Lai atvieglotu procesu, tie ir aprīkoti ar priekšsildītāju. Šo ierīci attēlo sadegšanas kamerās ievietotas kvēlsveces, kuras, ieslēdzot aizdedzi, uzsilda tajās esošo gaisu un pēc iedarbināšanas darbojas vēl 15-25 sekundes, lai nodrošinātu aukstā dzinēja stabilitāti. Pateicoties tam, dīzeļdzinēji tiek iedarbināti pie temperatūras -30 … -25 ° С.

Pakalpojuma funkcijas

Lai nodrošinātu izturību ekspluatācijā, ir jāzina, kas ir dīzeļdzinējs un kā to uzturēt. Aplūkojamo dzinēju salīdzinoši zemā izplatība salīdzinājumā ar benzīna dzinējiem cita starpā ir izskaidrojama ar sarežģītāku apkopi.

Pirmkārt, tas attiecas uz augstas sarežģītības degvielas sistēmu. Šī iemesla dēļ dīzeļdzinēji ir ārkārtīgi jutīgi pret ūdens saturu un mehāniskām daļiņām degvielā, un tā remonts ir dārgāks, kā arī dzinējs kopumā, salīdzinot ar tāda paša līmeņa benzīnu.

Turbīnas gadījumā prasības arī motoreļļas kvalitātei ir augstas. Tā resurss parasti ir 150 tūkstoši km, un izmaksas ir augstas.

Jebkurā gadījumā dīzeļdzinējiem eļļa jāmaina biežāk nekā benzīna dzinējiem (2 reizes pēc Eiropas standartiem).

Kā tas bijaatzīmēja, ka šiem dzinējiem ir aukstās palaišanas problēmas, kad dīzelis neieslēdzas zemā temperatūrā. Dažos gadījumos to izraisa nepareizas degvielas izmantošana (atkarībā no sezonas šādiem dzinējiem tiek izmantotas dažādas markas, jo vasaras degviela sasalst zemā temperatūrā).

Izpilde

Turklāt daudziem nepatīk tādas dīzeļdzinēju īpašības kā mazāka jauda un darbības ātruma diapazons, augstāks trokšņa un vibrācijas līmenis.

Benzīna dzinējs parasti pārspēj līdzīgu dīzeļdzinēju veiktspējas, tostarp litru tilpuma, ziņā. Attiecīgā tipa motoram tajā pašā laikā ir augstāka un vienmērīga griezes momenta līkne. Lielāka kompresijas pakāpe, kas nodrošina lielāku griezes momentu, liek izmantot spēcīgākas detaļas. Tā kā tie ir smagāki, jauda tiek samazināta. Turklāt tas ietekmē dzinēja un līdz ar to arī automašīnas masu.

Nelielais darbības ātrumu diapazons ir saistīts ar ilgstošāku degvielas aizdedzi, kā rezultātā tai nav laika izdegt lielā ātrumā.

Paaugstināts trokšņa un vibrācijas līmenis aizdedzes laikā izraisa strauju spiediena palielināšanos cilindrā.

Dīzeļdzinēju galvenās priekšrocības tiek uzskatītas par lielāku saķeri, efektivitāti un videi draudzīgumu.

Vilces spēks, tas ir, liels griezes moments pie maziem apgriezieniem, ir izskaidrojams ar degvielas sadegšanu tās iesmidzināšanas laikā. Tas nodrošina lielāku atsaucību un atvieglo enerģijas efektīvu izmantošanu.

Ekonomiku virza abizems patēriņš, un tas, ka dīzeļdegviela ir lētāka. Turklāt ir iespējams izmantot zemas kvalitātes smagās eļļas, jo nav stingru prasību attiecībā uz nepastāvību. Un jo smagāka ir degviela, jo augstāka ir dzinēja efektivitāte. Visbeidzot, dīzeļi darbojas ar liesiem maisījumiem, salīdzinot ar benzīna dzinējiem, un ar augstu kompresijas pakāpi. Pēdējais nodrošina mazākus siltuma zudumus ar izplūdes gāzēm, tas ir, lielāku efektivitāti. Visi šie pasākumi samazina degvielas patēriņu. Pateicoties tam, dīzeļdegviela to tērē par 30–40% mazāk.

Dīzeļdzinēju videi draudzīgums ir izskaidrojams ar to, ka to izplūdes gāzēs ir mazāks oglekļa monoksīda saturs. Tas tiek panākts, izmantojot sarežģītas tīrīšanas sistēmas, pateicoties kurām benzīna dzinējs tagad atbilst tiem pašiem vides standartiem kā dīzeļdzinējs. Iepriekš šāda veida dzinēji šajā ziņā bija ievērojami zemāki par benzīnu.

Pieteikums

Kā ir skaidrs, kas ir dīzeļdzinējs un kādi ir tā raksturlielumi, šādi motori ir vispiemērotākie gadījumiem, kad nepieciešama liela saķere ar zemiem apgriezieniem. Tāpēc tie ir aprīkoti ar gandrīz visiem autobusiem, kravas automašīnām un celtniecības tehniku. Kas attiecas uz privātajiem transportlīdzekļiem, starp tiem šādi parametri ir vissvarīgākie SUV. Pateicoties augstajai efektivitātei, ar šiem motoriem ir aprīkoti arī pilsētas modeļi. Turklāt šādos apstākļos tos ir ērtāk pārvaldīt. Par to liecina dīzeļa testa braucieni.