Ano ang diesel? Ang prinsipyo ng pagpapatakbo, aparato at teknikal na katangian ng diesel engine

2024 May -akda: Erin Ralphs | [email protected]. Huling binago: 2024-02-19 19:31

Ang mga makinang diesel ay karaniwan sa mga pampasaherong sasakyan. Maraming mga modelo ang may hindi bababa sa isang opsyon sa hanay ng engine. At ito ay hindi isinasaalang-alang ang mga trak, bus at kagamitan sa konstruksiyon, kung saan ginagamit ang mga ito kahit saan. Susunod, isinasaalang-alang namin kung ano ang isang diesel engine, disenyo, prinsipyo ng pagpapatakbo, mga tampok.

Definition

Ang unit na ito ay isang reciprocating internal combustion engine, ang pagpapatakbo nito ay batay sa self-ignition ng atomized fuel mula sa pag-init o compression.

Mga Tampok ng Disenyo

Ang isang gasoline engine ay may parehong istrukturang elemento gaya ng isang diesel engine. Ang pamamaraan ng paggana sa kabuuan ay magkatulad din. Ang pagkakaiba ay nakasalalay sa mga proseso ng pagbuo ng pinaghalong air-fuel at ang pagkasunog nito. Bilang karagdagan, ang mga makina ng diesel ay mas matibay na mga bahagi. Ito ay dahil sa humigit-kumulang dalawang beses sa compression ratio ng mga gasoline engine (19-24 versus 9-11).

Pag-uuri

Ayon sa disenyo ng combustion chamber, ang mga diesel engine ay nahahati sa mga opsyon na may hiwalay na combustion chamber at may direktang iniksyon.

Sa unaSa kasong ito, ang silid ng pagkasunog ay nahihiwalay mula sa silindro at konektado dito sa pamamagitan ng isang channel. Kapag na-compress, ang hangin na pumapasok sa vortex-type na silid ay baluktot, na nagpapabuti sa pagbuo ng timpla at pag-aapoy sa sarili, na nagsisimula doon at nagpapatuloy sa pangunahing silid. Ang mga diesel engine ng ganitong uri ay karaniwan sa mga pampasaherong sasakyan dahil sa katotohanan na ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng mas mababang antas ng ingay at isang malaking hanay ng rev mula sa mga opsyon na tinalakay sa ibaba.

Sa mga diesel engine na may direktang iniksyon, ang combustion chamber ay matatagpuan sa piston, at ang gasolina ay ibinibigay sa over-piston space. Ang disenyong ito ay orihinal na ginamit sa mga low-speed high-volume engine. Sila ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mataas na antas ng ingay at panginginig ng boses at mababang pagkonsumo ng gasolina. Nang maglaon, sa pagdating ng mga high-pressure fuel pump na kinokontrol ng elektroniko at pag-optimize ng proseso ng pagkasunog, nakamit ng mga designer ang matatag na operasyon sa hanay na hanggang 4500 rpm. Bilang karagdagan, nadagdagan ang kahusayan, nabawasan ang mga antas ng ingay at panginginig ng boses. Kabilang sa mga hakbang upang mabawasan ang higpit ng trabaho ay isang multi-stage na pre-injection. Dahil dito, naging laganap ang mga ganitong uri ng makina sa nakalipas na dalawang dekada.

Ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo, ang mga diesel engine ay nahahati sa four-stroke at two-stroke, gayundin sa mga gasoline engine. Ang kanilang mga tampok ay tinalakay sa ibaba.

Prinsipyo sa pagpapatakbo

Upang maunawaan kung ano ang isang diesel engine at kung ano ang tumutukoy sa functional features nito, kinakailangang isaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo. Ang klasipikasyon sa itaas ng mga piston internal combustion engine ay batay sa bilang ng mga stroke na kasama sa operating cycle, na nakikilala sa pamamagitan ng magnitude ng anggulo ng pag-ikot ng crankshaft.

Samakatuwid, ang duty cycle ng four-stroke engine ay may kasamang 4 na phase.

• Intake. Nangyayari kapag umiikot ang crankshaft mula 0 hanggang 180°. Sa kasong ito, ang hangin ay pumasa sa silindro sa pamamagitan ng inlet valve na bukas sa 345-355 °. Kasabay nito, sa panahon ng pag-ikot ng crankshaft ng 10-15 °, ang balbula ng tambutso ay bubukas, na tinatawag na overlap.
• Compression. Ang piston na tumataas sa 180-360° ay nagpi-compress sa hangin ng 16-25 beses (compression ratio) at ang intake valve ay nagsasara sa simula ng stroke (sa 190-210°).
• Working stroke, extension. Nangyayari sa 360-540°. Sa simula ng stroke, hanggang sa maabot ng piston ang tuktok na patay na sentro, ang gasolina ay itinuturok sa mainit na hangin at nag-aapoy. Ito ay isang tampok ng mga makina ng diesel na nagpapakilala sa kanila mula sa mga makina ng gasolina, kung saan nangyayari ang pag-aapoy ng pag-aapoy. Ang mga nagresultang produkto ng pagkasunog ay nagtutulak sa piston pababa. Sa kasong ito, ang oras ng pagkasunog ng gasolina ay katumbas ng oras ng supply nito sa pamamagitan ng nozzle at hindi tumatagal kaysa sa tagal ng working stroke. Iyon ay, sa panahon ng proseso ng pagtatrabaho, ang presyon ng gas ay pare-pareho, bilang isang resulta kung saan ang mga makina ng diesel ay bumuo ng higit na metalikang kuwintas. Gayundin ang isang mahalagang katangian ng naturang mga motor ay ang pangangailangan na magbigay ng labis na hangin sa silindro, dahil ang apoy ay sumasakop sa isang maliit na bahagi ng silid ng pagkasunog. Ibig sabihin, iba ang proporsyon ng air-fuel mixture.
• Paglabas. Sa 540-720° na pag-ikot ng crankshaft, nakabukas ang exhaust valve at ang piston ay gumagalaw pataas upang alisin ang mga exhaust gas.

Ang two-stroke cycle ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pinaikling yugto at isang proseso ng gas exchange sa cylinder (purge) na nagaganap sa pagitan ng dulo ng stroke at simula ng compression. Kapag ang piston ay gumagalaw pababa, ang mga produkto ng pagkasunog ay aalisin sa pamamagitan ng mga balbula ng tambutso o mga bintana (sa dingding ng silindro). Sa ibang pagkakataon, ang mga bintanang pumapasok ay binuksan upang makapasok ang sariwang hangin. Habang tumataas ang piston, nagsasara ang lahat ng bintana at magsisimula ang compression. Bago maabot ang TDC, ini-inject ang gasolina at nag-aapoy, magsisimula ang pagpapalawak.

Dahil sa kahirapan sa paglilinis ng swirl chamber, available lang ang mga two-stroke engine na may direktang iniksyon.

Ang pagganap ng mga naturang makina ay 1.6-1.7 beses na mas mataas kaysa sa pagganap ng isang four-stroke type na diesel engine. Ang paglago nito ay ibinibigay ng dalawang beses na mas madalas na pagpapatupad ng mga gumaganang stroke, ngunit bahagyang nabawasan dahil sa kanilang mas maliit na sukat at pamumulaklak. Dahil sa dobleng bilang ng mga stroke, ang two-stroke cycle ay partikular na nauugnay kung imposibleng pataasin ang bilis.

Ang pangunahing problema sa mga makinang ito ay ang pag-scavenging dahil sa maikling tagal nito, na hindi masusuklian nang hindi binabawasan ang kahusayan sa pamamagitan ng pagpapaikli ng stroke. Bilang karagdagan, imposibleng paghiwalayin ang tambutso at sariwang hangin, dahil sa kung aling bahagi ng huli ang tinanggal kasama ang mga maubos na gas. Ang problemang ito ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pagbibigay ng advance exhaust window. Sa kasong ito, ang mga gas ay magsisimulang alisin bago ang paglilinis, at pagkatapos isara ang labasan, ang silindro ay pupunan ng sariwang hangin.

At saka, kailangamit ang isang silindro, may mga kahirapan sa pag-synchronize ng pagbubukas / pagsasara ng mga bintana, samakatuwid mayroong mga makina (PDP) kung saan ang bawat silindro ay may dalawang piston na gumagalaw sa parehong eroplano. Ang isa sa kanila ang kumokontrol sa intake, ang isa naman ay kumokontrol sa tambutso.

Ayon sa mekanismo ng pagpapatupad, nahahati ang purge sa slotted (window) at valve-slotted. Sa unang kaso, ang mga bintana ay nagsisilbing parehong pagbubukas ng pumapasok at labasan. Kasama sa pangalawang opsyon ang paggamit sa mga ito bilang mga intake port, at ang balbula sa cylinder head ay nagsisilbing outlet.

Karaniwan ang mga two-stroke na diesel ay ginagamit sa mabibigat na sasakyan tulad ng mga barko, diesel lokomotive, tank.

Fuel system

Ang kagamitan sa panggatong ng mga makinang diesel ay mas kumplikado kaysa sa mga makina ng gasolina. Ito ay dahil sa mataas na mga kinakailangan para sa katumpakan ng supply ng gasolina sa mga tuntunin ng oras, dami at presyon. Ang mga pangunahing bahagi ng fuel system - injection pump, injector, filter.

Computer-controlled fuel supply system (Common-Rail) ay malawakang ginagamit. Ipinuslit niya ito sa dalawang putok. Ang una sa kanila ay maliit, na nagsisilbi upang mapataas ang temperatura sa silid ng pagkasunog (pre-injection), na binabawasan ang ingay at panginginig ng boses. Bilang karagdagan, pinapataas ng system na ito ang torque sa mababang bilis ng 25%, binabawasan ang pagkonsumo ng gasolina ng 20% at nilalaman ng soot sa mga gas na tambutso.

Turbocharging

Ang mga turbin ay malawakang ginagamit sa mga makinang diesel. Ito ay dahil sa mas mataas (1.5-2) beses ang presyon ng mga maubos na gas, napaikutin ang turbine, na umiiwas sa turbo lag sa pamamagitan ng pagbibigay ng boost mula sa mas mababang rpm.

Malamig na simula

Makakakita ka ng maraming review na hindi nagsisimula ang diesel sa mababang temperatura. Ang kahirapan sa pagsisimula ng mga naturang motor sa malamig na mga kondisyon ay dahil sa ang katunayan na ito ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya. Upang mapadali ang proseso, nilagyan sila ng isang preheater. Ang aparatong ito ay kinakatawan ng mga glow plug na inilagay sa mga silid ng pagkasunog, na, kapag ang pag-aapoy ay naka-on, init ang hangin sa mga ito at gumana para sa isa pang 15-25 segundo pagkatapos simulan upang matiyak ang katatagan ng malamig na makina. Dahil dito, sinisimulan ang mga makinang diesel sa temperaturang -30 … -25 ° С.

Mga Tampok ng Serbisyo

Para matiyak ang tibay ng operasyon, kailangan mong malaman kung ano ang diesel engine at kung paano ito mapanatili. Ang relatibong mababang prevalence ng mga engine na isinasaalang-alang kumpara sa mga gasolina engine ay ipinaliwanag, bukod sa iba pang mga bagay, sa pamamagitan ng mas kumplikadong pagpapanatili.

Una sa lahat, ito ay may kinalaman sa sistema ng gasolina na napakakumplikado. Dahil dito, ang mga makinang diesel ay lubhang sensitibo sa nilalaman ng tubig at mga mekanikal na particle sa gasolina, at ang pag-aayos nito ay mas mahal, pati na rin ang makina sa kabuuan, kumpara sa gasolina na may parehong antas.

Sa kaso ng turbine, mataas din ang mga kinakailangan para sa kalidad ng langis ng makina. Karaniwang 150 thousand km ang resource nito, at mataas ang halaga.

Sa anumang kaso, ang mga diesel engine ay dapat magpalit ng langis nang mas madalas kaysa sa mga gasoline engine (2 beses ayon sa European standards).

Gaya noonnabanggit na ang mga makinang ito ay may mga problema sa malamig na pagsisimula kapag ang diesel ay hindi nagsisimula sa mababang temperatura. Sa ilang mga kaso, ito ay sanhi ng paggamit ng maling gasolina (depende sa panahon, iba't ibang grado ang ginagamit sa mga naturang makina, dahil ang summer fuel ay nagyeyelo sa mababang temperatura).

Pagganap

Bukod pa rito, maraming tao ang hindi gusto ang mga katangian ng mga diesel engine gaya ng mas mababang power at saklaw ng bilis ng pagpapatakbo, mas mataas na antas ng ingay at vibration.

Ang isang gasoline engine ay kadalasang mas mahusay kaysa sa isang katulad na diesel engine sa mga tuntunin ng pagganap, kabilang ang litro na kapasidad. Ang motor ng uri na pinag-uusapan sa parehong oras ay may mas mataas at kahit na torque curve. Ang isang mas mataas na ratio ng compression, na nagbibigay ng mas maraming metalikang kuwintas, ay pinipilit ang paggamit ng mas malakas na mga bahagi. Dahil mas mabigat ang mga ito, nababawasan ang kapangyarihan. Bilang karagdagan, nakakaapekto ito sa masa ng makina, at samakatuwid ay ang kotse.

Ang maliit na hanay ng mga bilis ng pagpapatakbo ay dahil sa mas mahabang pag-aapoy ng gasolina, bilang resulta kung saan wala itong oras na masunog sa mataas na bilis.

Ang tumaas na antas ng ingay at vibration ay nagdudulot ng matinding pagtaas ng pressure sa cylinder habang nag-aapoy.

Ang mga pangunahing bentahe ng mga makinang diesel ay itinuturing na mas mataas na traksyon, kahusayan at pagiging magiliw sa kapaligiran.

Traction, iyon ay, mataas na torque sa mababang bilis, ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkasunog ng gasolina habang ito ay ini-inject. Nagbibigay ito ng higit na pagtugon at ginagawang mas madali ang paggamit ng power nang mahusay.

Ang ekonomiya ay hinihimok ng dalawamababang pagkonsumo, at ang katotohanan na ang diesel fuel ay mas mura. Bilang karagdagan, posible na gumamit ng mababang uri ng mabibigat na langis dahil ito ay dahil sa kawalan ng mahigpit na mga kinakailangan para sa pagkasumpungin. At kung mas mabigat ang gasolina, mas mataas ang kahusayan ng makina. Sa wakas, ang mga diesel ay tumatakbo sa mga lean mixture kumpara sa mga makina ng gasolina at sa isang mataas na ratio ng compression. Ang huli ay nagbibigay ng mas kaunting pagkawala ng init na may mga maubos na gas, iyon ay, higit na kahusayan. Ang lahat ng mga hakbang na ito ay binabawasan ang pagkonsumo ng gasolina. Diesel, salamat dito, gumagastos ito ng 30-40% mas mababa.

Ang pagiging magiliw sa kapaligiran ng mga makinang diesel ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kanilang mga tambutso na gas ay may mas mababang nilalaman ng carbon monoxide. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga sopistikadong sistema ng paglilinis, salamat sa kung saan ang makina ng gasolina ay nakakatugon na ngayon sa parehong mga pamantayan sa kapaligiran bilang isang diesel engine. Ang ganitong uri ng makina ay dating mas mababa sa gasolina sa bagay na ito.

Application

Tulad ng malinaw sa kung ano ang isang diesel engine at kung ano ang mga katangian nito, ang mga naturang motor ay pinakaangkop para sa mga kaso kung saan kailangan ang mataas na traksyon sa mababang rev. Samakatuwid, ang mga ito ay nilagyan ng halos lahat ng mga bus, trak at kagamitan sa konstruksiyon. Tulad ng para sa mga pribadong sasakyan, kabilang sa mga ito ang mga naturang parameter ay pinakamahalaga para sa mga SUV. Dahil sa mataas na kahusayan, ang mga modelo ng lunsod ay nilagyan din ng mga motor na ito. Bilang karagdagan, ang mga ito ay mas maginhawa upang pamahalaan sa ganitong mga kondisyon. Pinatototohanan ito ng mga test drive ng diesel.