Princíp činnosti dieselového motora: vlastnosti, výhody a nevýhody

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Naftové autá na našich cestách nie sú v žiadnom prípade nezvyčajné. V krajinách západnej Európy sú vo väčšine. Dieselové motory majú oproti benzínovým motorom množstvo výhod. Zároveň však existujú určité nevýhody. Čo je to za motor, aké je dieselové zariadenie a princíp činnosti? Zvážte v našom dnešnom článku.

Zdieľané zariadenie

Tento motor má rovnakú štruktúru ako benzínový motor. Takže tu je:

• blok valca.
• Head.
• Kľukový mechanizmus.

Hlavný rozdiel medzi naftou a benzínom je v palivovom systéme. Ak sa v druhom prípade prívod paliva vykonáva pomocou mechanického alebo ponorného čerpadla, potom sa v dieselovom motore používa vysokotlakové palivové čerpadlo. Existujú aj vstrekovače, ale žiadne zapaľovacie sviečky.

Treba tiež povedať, že zaťaženie pracovných prvkov dieselového motora je vyššie. Preto sú všetky jeho komponenty vystužené.

Upozorňujeme, že moderné dieselové motory môžuvybavené žeraviacimi sviečkami. Niektorí si ich mýlia so zapaľovacími sviečkami, no sú to úplne iné veci. V dieselových vozidlách sa používajú na ohrev studeného vzduchu vo valcoch. Preto je ľahšie naštartovať spaľovací motor v zime.

Samotný vstrekovací systém na moderných dieselových motoroch je priamy. Na starších motoroch prebiehalo zapaľovanie v špeciálnej predkomôrke. Tá je malá dutina nad hlavnou spaľovacou komorou s niekoľkými otvormi, cez ktoré vstupuje kyslík.

Funkcie

Z vlastností tejto pohonnej jednotky stojí za zmienku stupeň kompresie. Sú dvakrát vyššie ako pri benzínovom motore. Vzhľadom na to má dieselový motor špeciálnu konštrukciu piestu. Ich dno je určené typom spaľovacej komory. Samotná koruna piesta je vyššia v porovnaní s hornou rovinou bloku valcov v TDC.

Ešte jedna vec je metóda zapaľovania. Ako sme už povedali, nie sú tu žiadne obvyklé sviečky. Ako sa však palivo zapáli? Pracovná zmes je zapálená vysokou teplotou v komore, ktorá sa dosiahne po stlačení vzduchu piestom.

Princíp činnosti dieselového vstrekovacieho čerpadla

Vysokotlakové čerpadlo dostáva palivo, ktoré čerpá nízkotlakové plniace čerpadlo z nádrže. V určitej sekvencii vstrekovacie čerpadlo pumpuje časť paliva do vstrekovacieho potrubia pre každý valec. Tieto trysky sa môžu otvoriť iba vtedy, keď sú vystavené vysokému tlaku v potrubí. Keď klesne, trysky sa zatvoria.

Ako funguje samotný dieselový motor?

Zvážte princíp naftymotora. Jeho podstata práce spočíva v kompresnom vznietení paliva v komore pri zmiešaní s ohriatym vzduchom.

Samotná zmes sa dodáva samostatne. Do valca sa teda vtlačí prvý vzduch. Ďalej sa piest začne pohybovať nahor a v polohe TDC sa palivo vstrekuje cez dýzu. V procese kompresie sa vzduch ohrieva na vysoké teploty (asi 800 stupňov Celzia). A palivo sa dodáva pod tlakom 30 MPa.

Potom sa zmes samovoľne zapáli. To spôsobí pohyb piestu nadol. Urobí sa tak pracovný zdvih - energia sa prenáša na kľukový hriadeľ, ako aj na zotrvačník. Splodiny horenia po pracovnom zdvihu odchádzajú cez výstupné okienka pomocou preplachu. Plyny sa potom dostávajú do atmosféry cez tlmič výfuku. Ale na moderných motoroch môžu byť plyny recirkulované. Princíp fungovania EGR na dieselovom motore zvážime o niečo neskôr.

Pracovný cyklus teda zahŕňa štyri cykly. Ide o sanie, kompresiu, zdvih a výfuk. Presne taký je princíp fungovania štvortaktného naftového motora. Musím povedať, že spotreba paliva závisí od správnosti jeho činnosti. Takže v normálnom stave sa používa chudá zmes, ktorá môže výrazne ušetriť na spotrebe.

Rôzne čerpadlá

Existujú dva typy vstrekovacích čerpadiel:

• Inline.
• Distribúcia.

Prvý typ obsahuje samostatné sekcie. Je ich toľko, koľkovalcov na motore. Každá sekcia má objímku s prichádzajúcim piestom. Ten funguje vďaka vačkovému hriadeľu, ktorý sa otáča z kľukového hriadeľa motora. Sekcie sú usporiadané v rade. Teraz však tento typ vstrekovacieho čerpadla výrobcovia nepoužívajú, keďže takýto palivový systém nespĺňa požiadavky na hlučnosť a šetrnosť k životnému prostrediu.

Teraz o distribúcii. Takéto čerpadlá produkujú oveľa väčší tlak a spĺňajú všetky moderné požiadavky. Požadovaný tlak je udržiavaný v závislosti od aktuálneho režimu prevádzky spaľovacieho motora. V konštrukcii takéhoto čerpadla je jeden piestový rozdeľovač. Vykonáva translačné pohyby na dodávku paliva a rotačné pohyby na jeho distribúciu do vstrekovačov každého z valcov.

Z výhod takýchto čerpadiel stojí za vyzdvihnutie malé celkové rozmery, nízka hlučnosť, ako aj stabilná prevádzka pri vysokých otáčkach motora. Takýto dieselový motor je zároveň náročný na kvalitu paliva. Všetky časti v čerpadle sú mazané palivom a medzery sú kriticky malé. Najmenšia kontaminácia vyvoláva nestabilnú prevádzku motora a môže viesť k oprave palivového zariadenia.

O systéme Common Rail

Pred viac ako desiatimi rokmi začali automobilky vyrábať autá so systémom Common Rail. Čo to je? Ide o vysokotlakové priame vstrekovanie. Tento systém poskytuje zvýšenie krútiaceho momentu a výkonu, ako aj dobrú spotrebu paliva.

Uvažujme o princípe systémuvstrekovanie nafty common rail. Princíp je založený na prívode paliva do trysiek z rampy. Tlak v ňom je udržiavaný bez ohľadu na otáčky kľukového hriadeľa. Vstrekovanie paliva je vykonávané vstrekovačmi na príkaz regulátora EDC. Sú v ňom zabudované špeciálne magnetické solenoidy. Ovládač funguje na základe riadiacich signálov z elektronickej riadiacej jednotky.

Z vlastností vstrekovacieho systému stojí za zmienku batériová jednotka. Zahŕňa:

• Vstrekovače.
• Distribučný kanál.
• Palivové vedenie.

Riadiaca jednotka teda vysiela signál do elektromagnetov podľa daného algoritmu. A potom tryska vstrekuje palivo do komory. Takáto schéma umožňuje dosiahnuť vysokú presnosť riadenia spaľovacieho procesu. Pokiaľ ide o tlak, môže dosiahnuť až 2,5 atmosféry, čo je veľmi vážne. Palivo teda spaľuje s maximálnou účinnosťou. To vám umožní zvýšiť krútiaci moment motora. A vďaka presnému dávkovaniu sa zníži spotreba paliva a zníži sa toxicita plynov.

Recirkulačný systém

Tento systém sa používa na všetkých dieselových vozidlách, ktoré spĺňajú požiadavky Euro 4. Nazýva sa aj EGR. Tento systém teda odstraňuje určité množstvo výfukových plynov zo zberného potrubia pred turbínou a prenáša ich do kanála pred sacím potrubím.

Systém je špeciálny ventil a niekoľko trysiek na odvádzanie plynov. Prvý z nich vykonáva obtok výfukových plynov a je poháňaný elektricky. Na niektorých motoroch má EGR ventilpneumatický pohon.

Zvážte princíp fungovania ventilu USR na dieselovom motore. Je založený na vákuu, ktoré je produkované špeciálnou vákuovou pumpou. Úroveň vákua je regulovaná špeciálnym solenoidovým ventilom.

Princíp činnosti systému recirkulácie nafty je jednoduchý. Elektronická riadiaca jednotka teda prijíma dáta zo snímačov a vyhodnocuje situáciu o prevádzke spaľovacieho motora vo všetkých režimoch. Potom sa ventil otvorí alebo zatvorí, aby privádzal výfukové plyny do zberného potrubia. To vedie k zníženiu koncentrácie kyslíka a zníženiu rýchlosti spaľovania zmesi v komore. V dôsledku toho klesá teplota spaľovania a znižuje sa tvorba škodlivých oxidov. Systém teda umožňuje znížiť toxicitu plynov, aj keď spaľovací motor beží na chudobnú zmes.

Výhody nafty

Pozrime sa na výhody týchto motorov. Prvou a najdôležitejšou výhodou je hospodárnosť. Keďže dieselový motor má trochu iný princíp činnosti (pracuje na chudobnej zmesi), spaľovací motor môže pri rovnakom objeme spotrebovať jeden a pol krát menej paliva ako benzín.

Motor zároveň vytvára dobrý krútiaci moment, ktorý je dôležitý pri akcelerácii. Ďalším plusom je, že polica krútiaceho momentu je pomerne široká. Trakcia je dostupná doslova od voľnobehu. Benzínové sa niekedy musia točiť až do päťtisíc.

Nevýhody nafty

Keďže princíp činnosti naftového motora je založený na samovznietení zmesi, takéto motory sa v chladnom počasí ťažko štartujú. Áno,Na tento účel prišli so špeciálnymi žeraviacimi sviečkami. Ale na druhej strane, nie všetky motory ich majú a niekedy sú s nimi problémy.

Jednou z najväčších nevýhod sú náklady na údržbu. Najdrahšou časťou je palivové zariadenie. Ak sa stane nepoužiteľným, stojí za to pripraviť sa na vážnu investíciu. Je veľmi ťažké opraviť vstrekovače alebo palivové čerpadlo svojpomocne. Vyžaduje si to zručnosti a špecializované vybavenie.

Okrem iných nevýhod stojí za zmienku zvýšená hlučnosť. Bez ohľadu na to, ako technologicky vyspelý je naftový motor, stále bude pracovať hlasnejšie ako benzín. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo výrobcovia áut tak dlho neprešli na dieselové motory.

Ďalšou nevýhodou sú vysoké požiadavky na palivo a spotrebný materiál. Ak hovoríme o moderných dieselových motoroch, v ktorých je vysokotlakové palivové čerpadlo mazané samotným palivom, jeho kvalita by mala byť na úrovni. To isté platí pre oleje. Odporúča sa plniť iba syntetiku a meniť každých 10 000 kilometrov.

Zhrnutie

Zistili sme teda, ktorý dieselový motor má princíp činnosti a aké sú jeho vlastnosti. Ako vidíte, tento motor so svojimi výhodami nemá množstvo nevýhod. Oplatí sa však kupovať naftové auto namiesto benzínového? Ako ukazuje prax, nákup je opodstatnený, pretože mnohé výdavky sú kompenzované nízkou spotrebou paliva.