Moderný dieselový motor je efektívne zariadenie s vysokou účinnosťou. Ak boli skôr naftové motory inštalované na poľnohospodárske stroje (traktory, kombajny atď.), Teraz sú nimi vybavené bežné mestské autá. Samozrejme, niektorí ľudia spájajú diesel s čiernym dymom z výfuku. Nejaký čas to bolo, ale teraz bol výfukový systém modernizovaný a prakticky neexistujú žiadne také nepríjemné následky. Pozrime sa na dvojtaktné diesely a ich vlastnosti.
Zopár všeobecných informácií
Kľúčovou vlastnosťou naftového motora je jeho zvýšená účinnosť. Je to spôsobené najmä palivom, ktoré je o 15 % efektívnejšie. Ak sa pozriete na palivo na molekulárnej úrovni, vidíme tu dlhý reťazec uhlíkov. Vďaka tomu je výstupná účinnosť nafty o niečo vyššia ako u benzínu.
Princíp fungovania klasického dieseluMotor spočíva v premene vratných pohybov kľukového mechanizmu (KShM) na mechanickú prácu. Kľúčový rozdiel oproti spaľovaciemu motoru na benzín spočíva v spôsobe prípravy a zapálenia zmesi paliva a vzduchu.
V dieselovom motore sa zmes tvorí priamo v spaľovacej komore. V súlade s tým sa pri maximálnom tlaku zmes zapáli. Či je to dobré alebo zlé, prídeme na to o niečo neskôr, ale teraz sa pozrime na to najzaujímavejšie.
Dvojtaktný dieselový motor
Tento typ motora má v súčasnosti malú distribúciu, ako motor s rotačnými piestami. Skladá sa z plynovej turbíny, ktorá je potrebná na premenu tepelnej energie na mechanickú energiu, a kompresora. Princípom činnosti druhého je zvýšenie výkonu zvýšením tlaku. Výsledkom je zníženie spotreby paliva.
Valce v motore sú vo vodorovnej polohe oproti sebe. Prečo sú vlastne dvojtaktné motory tak pomenované? Je to spôsobené tým, že valce pracujú len na jednu otáčku kľukového hriadeľa. To znamená, že ide o dva cykly.
Pracovný cyklus dvojtaktného dieselového motora je nasledujúci. Keď piest klesne do najnižšieho bodu, valec sa naplní vzduchom. V určitom okamihu sa výfukový ventil otvorí a plyny cez neho vychádzajú. Súčasne cez spodné okná vstupuje vzduch do valcov.
Princíp činnosti dvojtaktného dieselového motora
Poznateľnéskutočnosť, že v takýchto spaľovacích motoroch sa používajú dva typy preplachovania: okienko a ventilové štrbiny. Keď sa okná valcov používajú na nasávanie a výfuk, ide o okenný systém. Ak je výstup nastavený cez špeciálny ventil vo valci a vstup cez okná, potom systém ventil-štrbina. Tento spôsob čistenia a čistenia je najoptimálnejší. Je to spôsobené tým, že nie všetok vzduch zostáva vo valci. Niektoré z nich presahujú rámec motora. Takzvaný systém jednorazového čistenia zaisťuje optimálne odstránenie splodín horenia z valcov.
Dvojtaktný dieselový motor môže bežať pomerne dlho. Je to spôsobené menším mechanickým pôsobením vo vnútri valca. Piest teda začína svoj pohyb zo spodnej úvrate. V tomto čase sú sací ventil a okná zatvorené. Preto začína proces kompresie. Tryska je umiestnená v hornej úvrati. Palivo sa zapáli horúcim vzduchom. Keď sa piest pohybuje nadol, produkt spaľovania expanduje.
Prečistenie ventilového slotu
Výrazné zvýšenie účinnosti motora je možné dosiahnuť len vtedy, keď vzduch prúdi pozdĺž osi valca. Ak sa na prvých dvojtaktných motoroch použilo prstencové preplachovanie, ktoré neprinieslo správny výsledok, potom sa v budúcnosti použila iba ventilová štrbina. Vďaka tomuto systému bolo možné minimalizovať objem neprefúknutých plôch vo valci. Systém umožnil zatvorenie výfukového ventilu o niečo skôr. Tento prístup výrazne znížil stratu čerstvého náboja a zlepšil boost. Dnes sa preplachovanie s ventilovými štrbinami používa na lodiach a armádetechnika.
Výhody dvojtaktu
Prvý takýto motor bol svetu predstavený v rovnakom čase ako klasický dieselový 4-taktný ICE. Relatívne nedávno sa objavili 2-taktné benzínové motory. Kľúčovou vlastnosťou je nízka hmotnosť. Tu sa môžeme baviť o znížení hmotnosti o 40-50% oproti klasickému naftovému motoru s turbínou. Celkom dôležitá charakteristika pre moderné auto, keď sa vývojári snažia čo najviac znížiť hmotnosť auta.
Ďalšou výhodou je, že dvojtaktný dieselový motor je o niečo jednoduchší ako jeho náprotivok. Menej dielov trochu zjednodušuje a zlacňuje údržbu. Aj keď o druhom možno polemizovať, pretože nie každý sa s týmto typom motora stretol. Takúto pohonnú jednotku je možné zrekonštruovať a opraviť s minimálnym počtom nástrojov. V skutočnosti ide o zjednodušenú verziu spaľovacieho motora. Okrem toho vám prítomnosť kompresora umožňuje výrazne ušetriť palivo. Vďaka dvojtaktnej konštrukcii sa ušetrí približne 40 – 50 % motorovej nafty. Samozrejme, všetky motory majú svoje pre a proti. V niektorých prípadoch sú nevýhody dôležitejšie, pretože obmedzujú široké použitie.
O slabinách
Znova, ak uvediete všetky nedostatky v zozname, potom vám príde na myseľ rotačný spaľovací motor. Faktom je, že tu stojí za to zdôrazniť nasledujúce nevýhody:
- vysoké náklady na údržbu;
- nedostatok náhradných dielov;
- vysoká cena za motor.
Prvý bod je spôsobený nedostatkom dielní, kde by boli pripravení prevziať opravu dvojtaktného dieselového motora. Je to celkom prirodzené a logické, pretože nie veľa výrobcov sériovo vyrába podobné motory, ešte menej ich montuje na autá. Na bežnej čerpacej stanici bude takáto pohonná jednotka, ak áno, drahá.
Tretie mínus sa však zvyčajne objaví okamžite – nie sú potrebné žiadne náhradné diely. Presnejšie sú, ale len na objednávku. Môžete si na ne počkať mesiac aj viac. Ak vo veľkých mestách bude možné opraviť takýto spaľovací motor a nájsť náhradné diely, potom je nepravdepodobné, že by sa to stalo vo vnútrozemí. To sú klady a zápory tohto dieselu. Teraz sa pozrime na niekoľko dôležitých detailov.
Niečo o systéme mazania
Ako sme už zistili, tento diesel má svoje silné a slabé stránky. Mimoriadne dôležitým detailom je systém mazania. Je zodpovedný za efektívnu prevádzku trecích častí a ich chladenie, umývanie uhlíkových usadenín. Každý už dávno vie, že na tieto účely sa používa motorový olej odporúčaný výrobcom. V našom prípade je všetko úplne rovnaké.
Rád by som povedal pár slov o spotrebe mazacej kvapaliny. Úspory tu nečakajte. Je to spôsobené pridaním maziva priamo do paliva, aby sa zabezpečila normálna prevádzka trecích častí. Je celkom logické, že sa veľmi rýchlo spotrebuje a bude ho treba pravidelne dopĺňať. Navyše, mierny nedostatok oleja môže veľmi rýchlo zničiť dvojtaktné dieselové motory. Najmenejminimálne o rádovo skôr ako bežné benzínové spaľovacie motory. Preto je mazací systém skôr slabý ako silný a na to by sa nemalo zabúdať.
O šetrnosti k životnému prostrediu
V posledných rokoch sa inžinieri neustále snažia znižovať množstvo škodlivých látok vypúšťaných výfukovým systémom do atmosféry. Otázka ekológie je dosť naliehavá. Ak sa v európskych krajinách už dávno zaviedli environmentálne normy, potom v Rusku je všetko oveľa horšie. Čo sa týka dieselových motorov vo všeobecnosti, tie už pomerne dlho používajú špeciálne filtre pevných častíc a nízkopopolnaté oleje, ktoré výrazne znižujú škodlivé emisie do ovzdušia.
V našom prípade sa hovorilo, že olej horí v komore. To je už z environmentálneho hľadiska veľká nevýhoda. Okrem toho sa časť zmesi paliva a vzduchu nezapáli a praskne. To všetko spolu s výfukovým systémom spôsobuje vážne poškodenie atmosféry. Preto sú dvojtaktné dieselové motory najvhodnejšie na použitie vo vojenskej technike a letectve.
Letecký diesel
Tieto typy motorov sú široko používané v letovej technike. Najčastejšie sa používa na ľahkých lietadlách. Vysoký výkon s malými rozmermi - sa stal určujúcim faktorom pri výbere pohonných jednotiek pre lietadlá. Navyše prítomnosť pretlakovania a chýbajúce zapaľovanie hrali len k lepšiemu. Prevádzka spaľovacieho motora sa zastaví prívodom zmesi paliva a vzduchu.
Stojí za zmienku, že dvojtaktný lodný dieselový motor sa nebojí páduteploty. Navyše, často je veľkým mrazom dodatočné chladenie spaľovacieho motora, čo je veľmi dobré. To všetko spolu s použitím relatívne lacného paliva robí tento diesel mimoriadne obľúbeným. Je pravda, že distribúcia je obmedzená zložitosťou inštalácie a údržby kompresora. Okrem toho sa do paliva musí pridať mazivo a to tiež nie je lacné. Vo všeobecnosti je to vynikajúca možnosť pre letectvo kvôli vyššie uvedeným faktorom.
Zvýšené tepelné zaťaženie
Preskúmali sme kľúčové vlastnosti tohto motora. Teraz napríklad viete, koľko motor váži a aké sú jeho silné a slabé stránky. Chcel by som však zvážiť niekoľko ďalších konštrukčných prvkov pohonnej jednotky. Budeme hovoriť najmä o chladiacom systéme. Dvojtaktný dieselový motor je totiž viac tepelne zaťažený ako 4-taktný. Je to spôsobené zvýšenou frekvenciou piestu. Ukazuje sa, že teplota v komore sa výrazne zvyšuje. Na jeho zníženie je potrebné účinné chladenie. Ak hovoríme o letectve, potom je všetko jasné. Vysoké rýchlosti a prichádzajúce prúdy vzduchu robia svoje. To isté platí pre prevádzku v silných mrazoch, kedy sú nízke okolité teploty len plusom.
V ostatných prípadoch je potrebné chladenie kvapalinou. Zvyčajne ide o klasický systém. Jediná vec, ktorá stojí za to venovať pozornosť, je prevádzkyschopnosť všetkých systémov. Prehriatie, aj keď len na chvíľu, môže spôsobiť zaseknutie alebo iné problémy. V každom prípade je možnosť takéhoto výsledku nevyhnutnávylúčiť.
Naftový zdroj
Plánovaný zdroj tohto motora si zaslúži osobitnú pozornosť. Faktom je, že samotný dieselový motor je menej životaschopný ako benzínová pohonná jednotka. Je to spôsobené použitím určitého druhu paliva. Zanecháva karbónové usadeniny v spaľovacej komore a vstrekovačoch. To všetko výrazne znižuje životnosť. Pokiaľ ide o dvojtaktné dieselové motory, veľa závisí od prevádzkových podmienok a včasnej údržby. Ak sa olej vymení včas a motor sa neprehreje, môže fungovať 200 000 kilometrov. V prípade obrnených vozidiel je zdroj oveľa menší a predstavuje približne 100 000 kilometrov.
Dôležité podrobnosti
Moderný dvojtaktný diesel sa vyznačuje pokročilým palivovým systémom. Motor beží ticho a hladko. Ale nebolo to tak vždy. Mechanické vstrekovacie čerpadlo malo svoje vlastné charakteristiky. Najmä ku každej tryske išla samostatná linka. Aj keď mal tento prístup slabé stránky, bol známy svojou spoľahlivosťou a vysokou udržiavateľnosťou. Neskôr sa vstrekovacie čerpadlá zdokonalili a stali sa oveľa komplikovanejšími. Objavil sa systém Common Rail. V palivovej koľajnici takéhoto plánu sa udržal tlak asi 2 000 kilogramov na centimeter štvorcový. Vstrekovače sa stali citlivejšími na kvalitu paliva. Zlé palivo viedlo k ich rýchlemu zlyhaniu.
Summarize
Vo všeobecnosti sa dvojtaktné diesely budú vyvíjať a zlepšovať. Rovnako ako rotačné piestové spaľovacie motory sa považujú za nedokončené. Avšak v blízkej budúcnostiobsadia svoje miesto v automobilovom priemysle. Už dnes sa používajú v letectve a na veľkých priemyselných a vojenských lodiach. Ide o spoľahlivý a relatívne nenáročný motor, ktorý bude pri správnej údržbe fungovať správne. Zároveň nie je bezproblémový. Akútna je napríklad otázka chladenia a mazania. Ešte dôležitejšia je otázka ekológie. Na dosiahnutie environmentálnych noriem je potrebný komplexný filtračný systém. Z tohto jednoduchého dôvodu je hromadná výroba, použitie takýchto motorov na všetkých typoch áut náročné a zatiaľ nemožné. Zlepšenie systému úpravy výfukových plynov však môže tento problém vyriešiť a viesť k tomu, že dvojtaktné motory budú široko používané.
