În ultimii ani, interesul producătorilor de automobile pentru motoarele diesel a crescut. Acum aproape toate firmele mari le echipează cu o parte din modelele de pasageri. Despre camioane, autobuze, furgonete și nu pot vorbi: marea majoritate a vest-europeană, japoneză americană sunt diesele. Toate acestea sunt mai importante în producția de camioane și autobuze. Într-un număr de țări nu veți găsi cu greu un taxi cu un motor pe benzină, deși o mașină cu motor diesel este mai scumpă și mai grea, mai multă fum și zgomotos, viteza și calitățile dinamice sunt mai rele.
Dar toate aceste dezavantaje ale motorinei sunt "răscumpărate" de faptul că consumă mai puțin combustibil, care în plus este adesea mai ieftin decât benzina. Deci nu este cazul să scoateți treptat motorul pe benzină? Nu, nu este. La alegerea tipului de motor, condițiile de operare au o importanță decisivă, în primul rând kilometrajul anual: cu cât este mai mult - cu atât mai rapidă este diferența dintre prețul mașinilor cu motor diesel și motorul pe benzină. Astfel, în unele țări, costurile mai ridicate pentru achiziționarea unei mașini cu motor diesel sunt compensate pentru peste 20 de mii de kilometri: după aceea, funcționarea unui motor diesel devine mai profitabilă. De aici se preferă diesele pentru taxiuri, camioane, autobuze, autoutilitare: toate au alergări mari.
Desigur, în diferite țări, mărimea rutei "compensatoare" fluctuează. Aceasta depinde de diferența de prețuri pentru motorina și benzină, precum și de politica fiscală. Prin urmare, cota de mașini cu motoare diesel în diferite țări nu este aceeași.
Pentru a înțelege de ce un motor diesel este mai economic decât un motor pe benzină, trebuie comparat caracteristicile designului și ale proceselor de lucru. După cum se știe, la motoarele de ambele tipuri după cursa de comprimare, un amestec de arderi de combustibil și de aer. În benzină amestecul preparat în carburator sau în conducta de admisie, o duză în care este injectat combustibilul și aprins în camera de ardere printr-o scânteie.
Astfel, un amestec de combustibil și aer este aspirat în cilindrul motorului pe benzină. Într-un motor diesel de aer este aspirat curat, iar la capătul cursei de compresie, când temperatura aerului comprimat devine suficient de mare, este injectat combustibilul în camera de ardere. Aici trebuie să aibă timp să pulverizeze, să se amestece cu aerul și să se aprindă. Aceste procese diesel retractată perioadă foarte scurtă de timp: ea corespunde rotației arborelui cotit la 20-40 ° față de aproape 360 ° în benzină. Astfel, este necesar să se ia în considerare faptul că arborele se rotește la 4500-4800 rot / min: motoare diesel moderne de autoturisme rulate pe astfel de RPM. Devine clar că echipamentul lor de combustibil trebuie să îndeplinească cerințe foarte mari. Aici ajungem la cea mai dificilă etapă de creare a unui motor diesel - pentru a-și organiza fluxul de lucru.
Deci, într-o perioadă foarte scurtă de timp, combustibilul trebuie să fie injectat în camera de combustie și amestecat cu aer, și pentru aceasta - foarte pulverizat. Dacă picăturile de combustibil sunt prea mari, nu vor avea timp să se ardă pentru timpul alocat acestora. Combustibilul ars nu va arunca în țeava de eșapament sub forma unui fum închis și va reaminti de consumul crescut. Dar nu este suficient să pulverizați combustibilul: așa cum am menționat deja, trebuie amestecat bine cu aerul pentru a asigura arderea completă. Pentru aceasta, folosiți metode diferite. Practic, se fierbe până la răsucirea aerului, în care este furnizat combustibil. Nu este ușor de organizat mișcarea intensă a aerului în cilindru. În cazul motoarelor moderne, de exemplu, camera de combustie este împărțită în mai multe părți, de obicei două. Astfel de camere se numesc celule cu două cavități. În acest caz, o parte este cea principală, iar cealaltă este cea complementară. În cele din urmă, există o amestecare intensă a combustibilului și a aerului și aprinderea acestuia.
Faptul este că, atunci când presiunea aerului comprimat în principal crește camera de ardere mai rapid decât mai mult, astfel încât aerul curge de la primar la camera secundară. În motoarele de automobile, se folosesc în principal două variante de camere suplimentare. În primul, ea reprezintă corpul revoluției. Aerul este introdus în el de-a lungul axei de rotație, iar combustibilul este injectat în aer. Acest lucru duce la amestecarea intensă a combustibilului și aerului și aprinderea. Asemenea motoare se numesc precomparate (precomparable). un alt tip de aparat de fotografiat au o formă sferică în care aerul este alimentat prin canal (sau canale) a cărei direcție este tangent la o suprafață sferică. Astfel, în camera suplimentară este o mișcare de rotație intensă a aerului și este injectat combustibilul (în majoritatea cazurilor), perpendicular pe direcția de curgere a aerului. Acest lucru duce, de asemenea, la o amestecare intensă a combustibilului și a aerului și a aprinderii. Aceste motoare se numesc camere cu turbionare. Ca urmare, presiunea de aprindere crește brusc în camera suplimentară și gazele de ardere în fluxul principal, și unde există postcombustie și expansiunea lor, adică accident vascular cerebral. Ca motoarele vihrekamernye și precombustie sunt sigure în funcționare, au o bună eficiență și necesită (120-150 kgf / cm2 / 12-15 MPa) presiune relativ scăzută de injecție. Acest lucru este foarte important: condițiile de utilizare a unui relativ simplu echipament de combustibil, în special, una duze perforate. Practic, toate autovehiculele diesel produse în prezent sunt vortex sau precomparate.
Un alt tip de motoare diesel - o cameră de ardere formată între fundul cavității pistonului și chiulasă (la o poziție a pistonului în punctul mort superior). Aceste camere sunt numite o singură foaie, deoarece acestea reprezintă un singur volum, și în care combustibilul este injectat și așa este numită și motoarele diesel cu ei înșiși motoare injecție directă de combustibil. Volumul principal al camerei de ardere aici, de regulă, formează o crestătură în partea inferioară a pistonului.
În cazul camerelor cu o singură cavitate, atunci când volumul este identic cu volumul cu două cavități, suprafața prin care căldura formată în procesul de ardere trece în mediul de răcire este mai mică. Ei nu pierd energie pentru pomparea gazelor de la o cavitate la alta.
Datorită acestei injecții directe, motoarele diesel au o eficiență mai mare și, prin urmare, o eficiență mai bună (aproximativ 15%) față de vortex și pre-cameră.
Pentru organizarea procesului de lucru cu injecție directă, este necesar să se rezolve problemele deja cunoscute de a furniza combustibil în camera de ardere cu o pulverizare fină și să se amestece bine cu aerul.
Calitatea atomizare și „gama“ torță de combustibil furnizează mai mare decât cu camere separate, presiunea de injecție (200-1500 kgf / cm2 / 20-150 MPa), în timp ce pentru distribuția uniformă a injectorului de combustibil face volum cu multiple (între cinci și șapte) deschideri . Echipamentele proiectate pentru o presiune mai mare sunt oarecum mai complexe și mai scumpe decât cele pentru motoarele diesel pre-cameră și turbionare.
Dar procesul a stăpânit mult timp de capacitatea cilindrică mare (camioane, tractoare, nave) și mijlocii motoare, este dificil de implementat pe un motor cu un volum relativ mic al camerei de ardere și a cilindrului. Camera a aprins simultan sub formă de foi amestec mai mare volum decât într-o crește presiunea divizată, gaz mai repede și, prin urmare, sarcina pe piesele de legătură grup tijă-piston. Această lucrare a motorului se numește rigid. Este însoțită de zgomot crescut. Din cauza sarcinilor ridicate ale pistoanelor, conectând arborelui cotit tije trebuie să facă mai masive, astfel încât motorul devine mai greu. Din cauza acestor deficiențe, este inacceptabilă o mașină.
Astfel de camere cu o singură cavitate au fost dezvoltate acolo unde amestecarea combustibilului cu aerul și aprinderea acestuia nu are loc simultan în întregul volum. O parte din combustibil este îndreptată spre peretele camerei și întinsă prin aer într-un film subțire. Ca evaporare, este preluat de vîrfurile de aer și apoi introdus în camera de combustie. În primul rând, o cantitate mică de combustibil este aprinsă; datorită acestui fapt, presiunea crește treptat, iar motorina funcționează mai ușor. Dacă aproape toate combustibilii injectați sunt direcționați spre pereți, formarea amestecului se numește formare de film, dacă o parte din acesta este un film în vrac.
Dar pentru mașini, rentabilitatea realizată în acest fel nu este încă suficientă. De aceea, în căutarea de noi modalități de a organiza mișcarea turbulentă a aerului din camera: set de două supape de admisie pe cilindru, creând noi tipuri de duze și pulverizatoare - în special pentru motoarele diesel mici. În loc de trei cilindri motoare cu patru cilindri ofera: acestea au un volum mai mare de un cilindru (pentru același total) înseamnă că este mai ușor să organizeze sarcina fluxului de lucru de a crea un motor supermini cu injecție directă, desigur, vor fi rezolvate, dar va necesita o mulțime de efort.
După ce ne-am familiarizat cu particularitățile designului motoarelor diesel, să ne întoarcem la întrebarea de ce sunt mai economice decât motoarele pe benzină. Există mai multe motive. Principalele sunt diferențele dintre sistemele de control și mărimea raportului de compresie.
Reglarea motorului diesel (schimbarea puterii sale) se realizează prin creșterea sau scăderea alimentării cu combustibil a cilindrului. Lucrările motorului pe benzină sunt reglate prin acoperirea sau deschiderea supapei de accelerație a carburatorului. 3DES trebuie reamintit faptul că aerul din motor diesel cilindru de compresie sau amestec combustibil în motor pe benzină începe la presiune subatmosferică, adică la un anumit vid. Aceasta apare ca urmare a faptului că, în timpul admisiei, supapa de admisie și conducta de admisie exercită o rezistență considerabilă la curgerea amestecului sau a aerului. Prin urmare, atunci când pistonul se află la centrul mort inferior înainte de cursa de compresie din cilindru - vid. Ca urmare, raportul de compresie reală este întotdeauna mai mică decât cea geometrică (cea care ar fi fost dacă rezistența cale de admisie egală cu zero și comprimarea a început cu o presiune egală cu presiunea atmosferică). La motorul pe benzină foarte multă rezistență creează o clapetă de presiune. Atunci când este acoperit, adică, conducătorul auto nu are nevoie de întreaga putere a motorului, presiunea negativă în cilindru este suficient de mare, este chiar folosit, de exemplu, pentru a opera servofrâna. Raportul efectiv de comprimare este mult mai mic decât valoarea geometrică specificată în specificația tehnică. Anume, puterea și eficiența motorului depind în primul rând de gradul de compresie. Aici, pe aceste așa-numite regimuri parțiale, motorul câștigă: nu are o accelerație, iar raportul efectiv de comprimare este mai mic decât cel geometric. În plus, în motorul diesel este condițiile de ardere mai mari - 18-23, în timp ce benzina nu depășește, de regulă, aproape 10. Pentru a obține un astfel de raport de compresie, este necesar să se fabrice părți ale mecanismului de manivelă, iar cavitatea în capul pistonului unui motor diesel cu un bloc mare precizie, iar acest lucru necesită costuri suplimentare de producție, ceea ce afectează costul motorului. Este afectată de echipamentele de combustibil și este mai complicată, necesită precizie foarte mare a fabricației și, prin urmare, drumul.
Astfel, motoarele diesel sunt mai economice, dar și mai scumpe decât cele pe benzină. De asemenea, este important ca ajustarea și repararea echipamentelor diesel (pompe, injectoare) să necesite o precizie mare și costul forței de muncă și sunt posibile numai în ateliere și stații de service special amenajate. Scopul utilizării motoarelor diesel depinde de condițiile de funcționare ale autoturismelor pe care sunt instalate. Și alegerea acestui sau acelui tip de motor este dictată în principal de calcule economice.
Bineînțeles, am reușit să atingem doar principalele probleme asociate cu această alegere. În detaliu, caracteristicile de design ale diferitelor motoare sunt acoperite în literatura de specialitate.
Yu Ptashkin, inginer. ("În spatele volanului", 1983, nr. 11)
P. Belov, V. Buryachko, E. Akatov. Motoare de automobile armate. Partea 1. M. Voenizdat, 1971.
Motoare cu combustie internă Teoria motoarelor cu piston și combinat. Ed. A. Orlin, M. Kruglova, ed. M. Machine Building, 1983.
I. Lenin, K. Popyk, O. Malashkin și alții. Motoare pentru automobile și tractoare (teoria, sistemele energetice, proiectarea și calculele). M. Școala superioară, 1969.
A. Orlin, V. Alekseev, N. Kostygov și alții. Proiectarea și exploatarea motoarelor cu piston și combinat. Ediția a 2-a. M. Machine Building, 1970.
Articole similare
-
Diagnosticarea dieselilor hyundai tucson, calcul, evaluare instrumentală a motoarelor diesel pentru
-
În cazul în care trebuie alimentat cu un motor diesel de înaltă calitate
Trimiteți-le prietenilor: