موتورهای مدرن کامیون های دیزلی. مجله مهندسین خودرو کاربردها و کاربردهای موتورهای دیزلی

آیا تا به حال فکر کرده اید، رانندگان عزیز، چرا اروپایی های صرفه جو اغلب خودروهایی با موتورهای دیزلی می خرند؟ به هر حال، استاندارد زندگی و درآمد سرانه در اروپا به مردم این امکان را می دهد که زیاد به هزینه سوخت فکر نکنند. اما علیرغم رفاه عادی شهروندان اروپایی، آنها همچنان اغلب به خرید خودروهایی با موتورهای دیزلی ادامه می دهند. و دلیل اینجا، اتفاقا، فقط مصرف سوخت نیست. به دلیل صرفه‌جویی، اروپایی‌های فضول هرگز به طور انبوه خودروهای دیزلی نمی‌خرند. در واقع، در خود اتحادیه اروپا با تعدادی از مزایای دیگر این خودروهای دیزلی در مقایسه با همتایان بنزینی خود همراه است. اجازه دهید ما دوستان همراه با ما (شما) با جزئیات دریابیم که موتورهای دیزلی علاوه بر مصرف سوخت چه مزایایی دارند.

1. موتورهای دیزلی اقتصادی تر هستند.

همانطور که همه ما از دیرباز می دانیم، مهم ترین و مهم ترین مزیت هر موتور دیزلی در مقایسه با همتایان بنزینی خود، اندازه کوچکتر آن است. مصرف کم یک واحد دیزل با توانایی آن در تبدیل این سوخت دیزل به انرژی مرتبط است. به عنوان مثال، چنین واحد نیروگاه دیزلی سوخت را با کارایی بیشتری می سوزاند، که به آن اجازه می دهد حدود 45 - 50٪ از کل انرژی را از یک حجم سوخت سوخته دریافت کند. یک موتور بنزینی تقریباً 30 درصد انرژی را از همان حجم دریافت می کند. یعنی 70 درصد بنزین بیهوده بسادگی سوزانده می شود!!!

علاوه بر این، موتورهای دیزلی نسبت تراکم بالاتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند. و از آنجایی که درجه این تراکم تحت تأثیر زمان احتراق سوخت است، بر این اساس معلوم می شود که هر چه نسبت تراکم بالاتر باشد، بازده موتور بیشتر است.

همچنین تمامی موتورهای دیزلی مدرن به دلیل عدم وجود سوپاپ دریچه گاز در منیفولد ورودی، کارایی بیشتری دارند که معمولاً از آن استفاده می شد و امروزه نیز در تمامی خودروهای بنزینی استفاده می شود. این به موتورهای دیزلی (موتورها) اجازه می دهد تا از اتلاف انرژی گرانبها مرتبط با ورودی هوا جلوگیری کنند که برای احتراق سوخت در موتورهای بنزینی ضروری است.

2. موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی قابل اعتمادتر هستند.

در طول 50 سال گذشته، موتورهای دیزلی ثابت کرده اند که نسبت به رقبای بنزینی خود قابل اعتمادتر هستند. ویژگی اصلی این واحد دیزلی عدم وجود سیستم جرقه زنی در خود خودرو است که با ولتاژ بالا کار می کند. در نتیجه، معلوم می شود که در یک ماشین با موتور دیزل هیچ تداخل فرکانس رادیویی از خط ولتاژ بالا وجود ندارد، که اغلب باعث مشکلاتی در الکترونیک خودرو می شود.

همچنین اعتقاد بر این است که اکثر اجزای داخلی یک موتور دیزل عمر طولانی تری دارند و این درست است. و همه اینها به دلیل نسبت تراکم بالاتر است، که در آن اجزای چنین واحد قدرت دیزلی از همان ابتدا دوام بیشتری دارند.

به همین دلیل است که در دنیا خودروهای دیزلی زیادی با مسافت یکسان وجود دارد و خودروهای بنزینی با مسافت یکسانی وجود ندارد.

در واقع یک نقص قابل توجه برای موتورهای دیزلی وجود دارد که قبلاً همه طرفداران اتومبیل های قدرتمند را به خود مشغول کرده بود. نکته اینجاست: موتورهای دیزلی نسل قدیم به ازای هر لیتر حجم موتور قدرت بسیار کمی داشتند (تولید می کردند). اما خوشبختانه مهندسان این مشکل را با ظهور خودروهای توربین دار در بازار خودرو حل کردند. در نتیجه، تقریباً تمام موتورهای دیزلی مدرن امروزی مجهز به توربین هستند که به آنها امکان می دهد از نظر قدرت با همتایان بنزینی خود برابری کنند (و گاهی اوقات حتی بیشتر از آنها). به ویژه با توسعه فناوری های جدید در موتورهای دیزلی مدرن، مهندسان توانسته اند تقریباً تمام کاستی های آن را که برای مدت طولانی گریبانگیر این موتورهای دیزلی بوده است، به حداقل برسانند.

3. موتور دیزل سوخت را به طور خودکار می سوزاند.

یکی دیگر از مزیت های اصلی همه موتورهای دیزلی این است که اتومبیل های دیزلی، گویی به طور خودکار به خودی خود، سوخت را در خود می سوزانند بدون اینکه در واقع انرژی اضافی برای این کار صرف کنند. اجازه دهید به خوانندگان خود موارد زیر را یادآوری کنیم، علیرغم این واقعیت که یک موتور دیزل از چرخه چهار زمانه (مصرف، فشرده سازی، احتراق و اگزوز) استفاده می کند، احتراق سوخت دیزل به طور خود به خود درست در داخل موتور از نسبت تراکم بالا رخ می دهد. برای احتراق یکسان سوخت، شمع هایی مورد نیاز است (ضروری) که دائماً تحت ولتاژ بالا هستند و جرقه تولید می کنند که بنزین در محفظه احتراق را مشتعل می کند.

در موتورهای دیزلی نیازی به شمع نیست و همچنین نیازی به سیم فشار قوی و ... ندارد. اجزاء. به همین دلیل، هزینه نگهداری خودروهای دارای واحدهای دیزلی در مقایسه با همان خودروهای بنزینی، که در آن شمع‌ها، سیم‌های فشار قوی و سایر اجزای مرتبط باید به طور دوره‌ای تعویض شوند، به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

4. هزینه سوخت دیزل قابل مقایسه با قیمت همان بنزین یا حتی کمتر است.

علیرغم اینکه در روسیه هزینه سوخت دیزل تقریباً در حد قیمت بنزین است، باید توجه داشت که قیمت تمام شده سوخت دیزل در بسیاری از کشورهای جهان از جمله در کشورهای اروپایی در مقایسه با کشور ما. ، به طور محسوسی از همان بنزین کمتر است. یعنی معلوم می شود که علاوه بر کاهش مصرف سوخت، صاحبان این خودروهای دیزلی در سایر کشورهای جهان نسبت به سایر دارندگان خودروهای بنزینی پول بسیار کمتری برای سوخت دیزل خرج می کنند.

اما حتی با این شرایط که در کشور ما سوخت گازوئیل به قیمت بنزین (یا حتی بیشتر از آن) باشد، مزیت بازدهی یکسان این خودروهای دیزلی برای بسیاری آشکار است. از این گذشته ، برد یک اتومبیل در یک مخزن پر از سوخت دیزل بسیار بیشتر از همان اتومبیل مجهز به واحد قدرت بنزین است.

5. هزینه کمتر مالکیت.

البته بحث در مورد چنین مزیتی (داشتن ماشین با موتور بنزینی) دشوار است، زیرا در موارد خاص هزینه نگهداری و تعمیر خودروهای دیزلی می تواند به طور قابل توجهی از هزینه نگهداری (نگهداری) وسایل نقلیه بنزینی بیشتر شود. و این واقعاً یک واقعیت مسلم و اثبات شده است. اما از سوی دیگر، اگر مجموع هزینه ها را در نظر بگیریم، کل هزینه های داشتن یک خودروی دیزلی به طور قابل توجهی کمتر از همان همتای بنزینی است. به خصوص در بازارهای جهانی خودرو که تقاضا برای خودروهای دیزلی افزایش یافته است. اجازه دهید به خوانندگان خود توضیح دهیم که واقعیت این است که هزینه خرید خودرو در بازار کارکرده همیشه باید در نظر گرفته شود، هم ضرر خاص قیمت خودرو در بازار و هم فرسودگی طبیعی تمام قطعات خودرو در حین کار. وسیله نقلیه (وسیله نقلیه). به عنوان یک قاعده، خودروهای دیزلی ارزش خود را بسیار کمتر (و کندتر) از همتایان بنزینی خود از دست می دهند. همچنین به دلیل ماندگاری بیشتر قطعات موتور دیزل، این خودروها عمر طولانی تری دارند که طبیعتا این امکان را به شما می دهد که به میزان قابل توجهی هزینه کمتری برای آنها خرج کنید.

بنابراین می توان گفت که در دراز مدت (از 5 سال به بالا) داشتن خودروی دیزلی سود بیشتری نسبت به خودرویی با واحد بنزینی دارد. حقیقت اینجا دوستان لازم به ذکر است که قیمت خودروهای دیزلی معمولا بسیار بیشتر از بنزینی است. اما، اگر در آینده برای مدت طولانی صاحب چنین خودروی دیزلی شوید و سالانه 20000 - 30000 هزار کیلومتر با آن رانندگی کنید، به دلیل همین صرفه جویی در سوخت، چنین پرداخت اضافه ای برای شما جبران خواهد شد.

6. خودروهای دیزلی ایمن تر هستند.

در طول سال ها، ثابت شده است که سوخت دیزل به دلایل مختلف بسیار ایمن تر از بنزین است. اولاً، سوخت دیزل در مقایسه با بنزین کمتر مستعد اشتعال سریع و آسان (آتش) است. به عنوان مثال، سوخت دیزل معمولاً هنگام قرار گرفتن در معرض یک منبع حرارت بالا مشتعل نمی شود.

ثانیاً، سوخت دیزل مانند بنزین بخارات خطرناکی را منتشر نمی کند. در نتیجه، احتمال اشتعال بخارهای سوخت دیزل که می تواند باعث آتش سوزی خودرو شود، در خودروهای دیزلی بسیار کمتر از خودروهای بنزینی است.

همه این عوامل باعث می شود خودروهای دیزلی در جاده های سراسر جهان بسیار ایمن تر از خودروهای بنزینی باشند. مثلا در موارد تصادف.

7. در اگزوز خودروهای دیزلی نسبت به خودروهای بنزینی مونوکسید کربن کمتری وجود دارد.

مهندسان از همان ابتدای راه اندازی این توربین ها با مشکل خاصی مواجه بودند که مربوط به منبع تغذیه این توربوشارژرها بود. به عنوان یک قاعده، خود پروانه توربین به دلیل انرژی دریافتی از گازهای خروجی خودرو می چرخد. اگر خودروهای بنزینی و دیزلی را با یکدیگر مقایسه کنیم، توربین‌های موتورهای دیزلی بسیار کارآمدتر عمل می‌کنند، زیرا در یک خودروی دیزلی میزان گازهای خروجی در هر حجم تولید شده بسیار بیشتر از واحد بنزینی است. به همین دلیل است که توربوشارژر(های) یک موتور دیزلی حداکثر قدرت را بسیار سریعتر و زودتر از خودروهای بنزینی تولید می کند. یعنی در حال حاضر در سرعت های پایین آنها شروع به احساس حداکثر قدرت ماشین و گشتاور آن می کنند.

9. موتورهای دیزل می توانند با سوخت مصنوعی بدون تغییرات اضافی کار کنند.

یکی دیگر از مزایای اصلی موتورهای دیزل، توانایی کار با سوخت مصنوعی بدون تغییر قابل توجه در طراحی واحد قدرت است. موتورهای بنزینی نیز اساساً می توانند با سوخت های جایگزین کار کنند. اما برای این کار آنها نیاز به تغییرات قابل توجهی در طراحی خود واحد نیرو دارند. در غیر این صورت، موتور بنزینی که با سوخت جایگزین کار می کند به سرعت از کار می افتد.

در حال حاضر او در حال آزمایش بیوبوتانول (سوخت) است که یک سوخت زیستی مصنوعی عالی برای تمام خودروهای بنزینی است. این نوع سوخت بدون تغییر در طراحی موتور ممکن است آسیب قابل توجهی به خودروهای بنزینی وارد نکند.

در خودروهای سواری بسیار رایج است. بسیاری از مدل ها حداقل یک گزینه در محدوده موتور دارند. و این به کامیون ها، اتوبوس ها و تجهیزات ساختمانی که در همه جا از آنها استفاده می شود، در نظر گرفته نمی شود. در مرحله بعد، موتور دیزل، طراحی، اصل عملکرد و ویژگی های آن را در نظر می گیریم.

تعریف

این واحد عملیاتی است که مبتنی بر خوداشتعالی سوخت اتمیزه شده از گرما یا فشرده سازی است.

ویژگی های طراحی

موتور بنزینی دارای عناصر طراحی مشابه موتور دیزل است. طرح عملکرد به طور کلی نیز مشابه است. تفاوت در فرآیندهای تشکیل مخلوط هوا و سوخت و احتراق آن نهفته است. علاوه بر این، موتورهای دیزلی قطعات بادوام تری دارند. این به دلیل نسبت تراکم تقریباً دو برابر بیشتر از موتورهای بنزینی است (19-24 در مقابل 9-11).

طبقه بندی

بر اساس طراحی محفظه احتراق، موتورهای دیزلی به گزینه هایی با محفظه احتراق مجزا و با تزریق مستقیم تقسیم می شوند.

در حالت اول، محفظه احتراق از سیلندر جدا شده و توسط یک کانال به آن متصل می شود. هنگامی که فشرده می شود، هوای ورودی به محفظه نوع گرداب می چرخد، که تشکیل مخلوط و خودسوزی را بهبود می بخشد، که از آنجا شروع می شود و در محفظه اصلی ادامه می یابد. موتورهای دیزلی از این نوع قبلاً در خودروهای سواری متداول بودند زیرا سطح صدای کمتری داشتند و دامنه سرعت بیشتری نسبت به گزینه های مورد بحث در زیر داشتند.

با تزریق مستقیم، محفظه احتراق در پیستون قرار می گیرد و سوخت به فضای بالای پیستون می رسد. این طرح در ابتدا در موتورهای کم سرعت و با حجم زیاد استفاده می شد. آنها با سطوح بالای سر و صدا و لرزش و مصرف سوخت کم متمایز بودند. بعدها، با ظهور فرآیندهای احتراق کنترل شده و بهینه سازی شده الکترونیکی، طراحان به عملکرد پایدار در محدوده 4500 دور در دقیقه دست یافتند. علاوه بر این، راندمان افزایش یافته، سطح سر و صدا و ارتعاش کاهش یافته است. از جمله اقداماتی که برای کاهش سختی عملیات انجام می شود، پیش تزریق چند مرحله ای است. به همین دلیل، موتورهای این نوع در دو دهه اخیر رواج یافته اند.

موتورهای دیزلی بر اساس اصل عملکرد خود، مانند موتورهای بنزینی به چهار زمانه و دو زمانه تقسیم می شوند. ویژگی های آنها در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

برای درک اینکه موتور دیزل چیست و چه چیزی ویژگی های عملکردی آن را تعیین می کند، لازم است اصل کار را در نظر بگیریم. طبقه بندی فوق موتورهای احتراق داخلی پیستونی بر اساس تعداد ضربات موجود در چرخه عملیاتی است که با زاویه چرخش میل لنگ متمایز می شوند.

بنابراین شامل 4 فاز می باشد.

• ورودی.زمانی رخ می دهد که میل لنگ از 0 تا 180 درجه می چرخد. در این حالت هوا از طریق دریچه ورودی باز در 345-355 درجه به داخل سیلندر می رود. در همان زمان، در حین چرخش میل لنگ به میزان 10-15 درجه، دریچه اگزوز باز می شود که به آن همپوشانی می گویند.
• فشرده سازی.پیستون که در 180-360 درجه به سمت بالا حرکت می کند، هوا را 16-25 بار (نسبت تراکم) فشرده می کند و دریچه ورودی در ابتدای حرکت (در 190-210 درجه) بسته می شود.
• سکته مغزی کار، انبساط.در 360-540 درجه رخ می دهد. در ابتدای حرکت، قبل از اینکه پیستون به نقطه مرگ بالا برسد، سوخت به هوای گرم وارد شده و مشتعل می شود. این ویژگی موتورهای دیزلی است که آنها را از موتورهای بنزینی متمایز می کند، جایی که پیشروی احتراق رخ می دهد. محصولات احتراق آزاد شده پیستون را به سمت پایین می راند. در این حالت، زمان احتراق سوخت برابر با زمانی است که توسط نازل تامین می شود و بیشتر از مدت زمان حرکت کار طول نمی کشد. یعنی در طول فرآیند کار، فشار گاز ثابت است، در نتیجه موتورهای دیزل گشتاور بیشتری ایجاد می کنند. یکی دیگر از ویژگی های مهم چنین موتورهایی نیاز به اطمینان از هوای اضافی در سیلندر است، زیرا شعله قسمت کوچکی از محفظه احتراق را اشغال می کند. یعنی نسبت مخلوط هوا و سوخت متفاوت است.
• رهایی.در 540-720 درجه چرخش میل لنگ، دریچه اگزوز باز است و پیستون با حرکت به سمت بالا، گازهای خروجی را جابجا می کند.

سیکل دو زمانه با فازهای کوتاه شده و یک فرآیند واحد تبادل گاز در سیلندر (پاکسازی) مشخص می شود که بین پایان کورس برق و شروع فشرده سازی اتفاق می افتد. همانطور که پیستون به سمت پایین حرکت می کند، محصولات احتراق از طریق دریچه های خروجی یا پنجره ها (در دیواره سیلندر) خارج می شوند. بعداً پنجره های ورودی باز می شوند تا هوای تازه وارد شود. هنگامی که پیستون بالا می آید، تمام پنجره ها بسته می شوند و فشرده سازی شروع می شود. درست قبل از رسیدن به TDC، سوخت تزریق و مشتعل می شود و انبساط شروع می شود.

به دلیل دشواری اطمینان از پاکسازی محفظه گرداب، موتورهای دو زمانه فقط با تزریق مستقیم در دسترس هستند.

عملکرد چنین موتورهایی 1.6-1.7 برابر بیشتر از یک موتور دیزل چهار زمانه است. افزایش آن با اجرای دو برابر مکرر ضربات کاری تضمین می شود، اما به دلیل اندازه کوچکتر و پاکسازی آنها تا حدی کاهش می یابد. با توجه به دو برابر شدن تعداد ضربات کار، چرخه دو زمانه به ویژه در صورتی که افزایش سرعت چرخش غیرممکن باشد، اهمیت دارد.

مشکل اصلی چنین موتورهایی پاکسازی به دلیل مدت زمان کوتاه آن است که بدون کاهش بازده با کوتاه کردن ضربان قدرت قابل جبران نیست. علاوه بر این، جدا کردن اگزوز و هوای تازه غیرممکن است، به همین دلیل است که بخشی از دومی با گازهای خروجی خارج می شود. این مشکل را می توان با اطمینان از پیشرفته بودن درگاه های اگزوز حل کرد. در این حالت، گازها قبل از پاکسازی شروع به برداشتن می کنند و پس از بسته شدن خروجی، سیلندر با هوای تازه پر می شود.

علاوه بر این، هنگام استفاده از یک سیلندر، مشکلاتی در هماهنگ سازی باز و بسته شدن پنجره ها ایجاد می شود، بنابراین موتورهایی (PDP) وجود دارند که در آنها هر سیلندر دارای دو پیستون است که در همان صفحه حرکت می کنند. یکی از آنها ورودی را کنترل می کند، دیگری اگزوز را کنترل می کند.

با توجه به مکانیسم اجرا، دمیدن به شکاف (پنجره) و سوپاپ شکاف تقسیم می شود. در حالت اول، پنجره ها به عنوان دهانه ورودی و خروجی عمل می کنند. گزینه دوم شامل استفاده از آنها به عنوان دریچه های ورودی است و یک سوپاپ در سر سیلندر برای اگزوز استفاده می شود.

به طور معمول، موتورهای دیزلی دو زمانه در وسایل نقلیه سنگین مانند کشتی ها، لوکوموتیوهای دیزلی و تانک ها استفاده می شوند.

سیستم سوخت

سیستم سوخت موتورهای دیزلی به طور قابل توجهی پیچیده تر از موتورهای بنزینی است. این به دلیل نیازهای بالا برای تامین دقیق سوخت از نظر زمان، کمیت و فشار است. اجزای اصلی سیستم سوخت پمپ تزریق، انژکتورها و فیلتر هستند.

سیستم تامین سوخت با کنترل کامپیوتری (Common-Rail) به طور گسترده استفاده می شود. او آن را در دو عکس پرتاب می کند. اولین آنها کوچک است که برای افزایش دما در محفظه احتراق (پیش تزریق) خدمت می کند که باعث کاهش نویز و لرزش می شود. علاوه بر این، این سیستم باعث افزایش گشتاور در سرعت های پایین به میزان 25 درصد، کاهش مصرف سوخت تا 20 درصد و کاهش میزان دوده در گازهای خروجی از اگزوز می شود.

توربوشارژ

توربین ها به طور گسترده ای در موتورهای دیزلی استفاده می شوند. این با افزایش (1.5-2) بار فشار گازهای خروجی توضیح داده می‌شود که توربین را می‌چرخاند، که با ایجاد تقویت از سرعت‌های پایین‌تر از تاخیر توربو جلوگیری می‌کند.

شروع سرد

شما می توانید بررسی های زیادی پیدا کنید که در دماهای زیر صفر، دشواری راه اندازی چنین موتورهایی در شرایط سرد به این دلیل است که این کار به انرژی بیشتری نیاز دارد. برای تسهیل فرآیند، آنها به یک پیش گرمکن مجهز شده اند. این دستگاه توسط شمع‌های درخشنده قرار داده شده در محفظه‌های احتراق نشان داده می‌شود که با روشن شدن احتراق، هوای موجود در آنها را گرم می‌کنند و برای اطمینان از عملکرد پایدار یک موتور سرد، 15-25 ثانیه دیگر پس از روشن شدن کار می‌کنند. به لطف این، موتورهای دیزلی در دمای -30...-25 درجه سانتیگراد شروع به کار می کنند.

ویژگی های خدمات

برای اطمینان از طول عمر در حین کار، باید بدانید که موتور دیزل چیست و چگونه از آن نگهداری کنید. شیوع نسبتاً کم موتورهای مورد بحث در مقایسه با موتورهای بنزینی نیز با تعمیر و نگهداری پیچیده تر توضیح داده می شود.

اول از همه، این مربوط به یک سیستم سوخت بسیار پیچیده است. به همین دلیل، موتورهای دیزلی نسبت به محتوای آب و ذرات مکانیکی موجود در سوخت بسیار حساس هستند و تعمیر آن مانند موتور به طور کلی در مقایسه با موتورهای بنزینی هم سطح گران تر است.

در صورت وجود توربین، الزامات کیفیت روغن موتور نیز بالاست. منبع آن معمولا 150 هزار کیلومتر است و هزینه آن بالا است.

در هر صورت، روغن باید در موتورهای دیزلی بیشتر از موتورهای بنزینی تعویض شود (2 برابر استانداردهای اروپایی).

همانطور که اشاره شد، این موتورها در دماهای پایین با راه اندازی سرد مشکل دارند که در برخی موارد به دلیل استفاده از سوخت نامناسب ایجاد می شود (بسته به فصل، درجه های مختلفی در این موتورها استفاده می شود، زیرا سوخت تابستانی در دماهای پایین جامد می شود). .

کارایی

علاوه بر این، بسیاری از کیفیت موتورهای دیزلی مانند قدرت و محدوده سرعت کار کمتر، نویز و سطح ارتعاش بالاتر را دوست ندارند.

یک موتور بنزینی در واقع معمولاً از نظر عملکرد، از جمله قدرت لیتر، نسبت به موتورهای دیزلی مشابه برتر است. موتور از نوع مورد نظر دارای منحنی گشتاور بالاتر و یکنواخت تری است. افزایش نسبت تراکم، که گشتاور بیشتری را فراهم می کند، استفاده از قطعات قوی تر را مجبور می کند. از آنجایی که آنها سنگین تر هستند، قدرت کاهش می یابد. علاوه بر این، این بر وزن موتور و در نتیجه خودرو تأثیر می گذارد.

محدوده کوچک سرعت عملکرد با احتراق طولانی تر سوخت توضیح داده می شود که در نتیجه در سرعت های بالا زمان سوختن ندارد.

افزایش سطح سر و صدا و لرزش باعث افزایش شدید فشار در سیلندر در هنگام احتراق می شود.

از مزیت های اصلی موتورهای دیزلی، گشتاور بالاتر، راندمان و سازگاری با محیط زیست در نظر گرفته می شود.

گشتاور، یعنی گشتاور زیاد در سرعت های پایین، با احتراق سوخت در هنگام تزریق توضیح داده می شود. این امر پاسخگویی بیشتری را فراهم می کند و استفاده کارآمد از توان را آسان تر می کند.

راندمان هم به دلیل مصرف کم و هم ارزان بودن سوخت دیزل است. علاوه بر این، به دلیل عدم وجود الزامات سخت برای فرار، می توان از روغن های سنگین با عیار پایین استفاده کرد. و هر چه سوخت سنگین تر باشد، راندمان موتور بالاتر است. در نهایت، موتورهای دیزلی در مقایسه با موتورهای بنزینی و با نسبت تراکم بالا بر روی مخلوط های بدون چربی کار می کنند. دومی اتلاف حرارت کمتری را با گازهای خروجی فراهم می کند، یعنی راندمان بیشتر. همه این اقدامات باعث کاهش مصرف سوخت می شود. دیزل، به لطف این، 30-40٪ کمتر هزینه می کند.

دوستی محیط زیست موتورهای دیزلی با این واقعیت توضیح داده می شود که گازهای خروجی آنها حاوی سطوح کمتری از مونوکسید کربن است. این امر با استفاده از سیستم های تمیز کننده پیچیده به دست می آید که به لطف آنها موتور بنزینی اکنون استانداردهای زیست محیطی مشابه دیزل را دارد. موتوری از این نوع قبلاً از این نظر به طور قابل توجهی از موتورهای بنزینی پایین تر بود.

کاربرد

همانطور که مشخص است موتور دیزل چیست و چه ویژگی هایی دارد، چنین موتورهایی برای مواردی که نیاز به رانش بالا در سرعت های پایین است، مناسب تر هستند. بنابراین تقریباً تمام اتوبوس ها، کامیون ها و تجهیزات ساختمانی به آنها مجهز هستند. در مورد وسایل نقلیه شخصی، در میان آنها، چنین پارامترهایی برای SUV ها بسیار مهم است. مدل های شهری نیز به دلیل کارایی بالا به این موتورها مجهز شده اند. علاوه بر این، آنها برای کار در چنین شرایطی راحت تر هستند. تست درایوهای موتورهای دیزلی این را نشان می دهد.

توافق در مورد استفاده از مواد سایت

از شما می خواهیم از آثار منتشر شده در سایت منحصراً برای اهداف شخصی استفاده کنید. انتشار مطالب در سایت های دیگر ممنوع است.
این اثر (و تمام کارهای دیگر) به صورت کاملا رایگان برای دانلود در دسترس است. می توانید ذهنی از نویسنده آن و تیم سایت تشکر کنید.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

اسناد مشابه

سوخت موتورهای دیزل، طراحی و بهره برداری از سیستم تامین سوخت و هوای دیزل، سیستم اگزوز، پمپ سوخت فشار قوی، انژکتورها. سوخت موتورهای گازسوز، طراحی و بهره برداری از سیستم های قدرت موتورهای گازسوز.

چکیده، اضافه شده در 2010/01/29


اصول کلی عملکرد موتورهای لوکوموتیو دیزلی. چرخه ایده آل کارنو طرح های دستگاه، اصول عملکرد و نمودارهای نشانگر موتور دیزل چهار زمانه. گزینه های سوخت دیزل و شارژ سیلندر. ترکیب نفت خام نمودار یک دمنده هوای چرخشی.

کار دوره، اضافه شده در 2013/07/27


ویژگی های سیستم های کمکی اصلی موتورهای دیزل لوکوموتیو - سوخت، آب و روغن. هدف از فیلترهای سوخت اولیه، درشت و ریز. طراحی دستگاه های ورودی، تصفیه هوا و انتشار گازهای خروجی.

چکیده، اضافه شده در 2013/07/27


طراحی و هدف سیستم منبع تغذیه موتور KamAZ-740. مکانیسم های اساسی، اجزاء و نقص سیستم قدرت موتور، تعمیر و نگهداری و تعمیرات معمول آن. سیستم گاز اگزوز. فیلترهای درشت و ریز سوخت.

چکیده، اضافه شده در 2015/05/31


هدف از سیستم قدرت موتور دیزل. روش ها، ابزار و تجهیزات برای تشخیص سیستم منبع تغذیه موتور دیزل کامیون ها. اصل عملکرد یک توربوشارژر. تعمیر و نگهداری کامیون.

کار دوره، اضافه شده در 04/11/2015


طراحی سیستم منبع تغذیه موتور دیزل. فیلتر سوخت خوب و تامین هوا برای موتور دیزل KamAZ-740. اصلی ترین نقص های احتمالی در سیستم، راه های رفع آنها. لیست کارهای تعمیر و نگهداری، نقشه فن آوری.

تست، اضافه شده در 12/09/2012


ابعاد اصلی کشتی مشخصات فنی تجهیزات. شاخص های فیزیکوشیمیایی سوخت تجزیه و تحلیل استفاده از روغن و مصرف آب. سیستم اطفاء حریق دی اکسید کربن. عیب یابی موتورهای دیزلی سیستم پاشش آب اتوماتیک.

گزارش تمرین، اضافه شده در 1395/03/17

موتورهای دیزلی برای کامیون‌ها باید نیازهای محیطی رو به رشد را برآورده کنند. محدوده قدرت اصلی موتورهای مورد استفاده در کامیون های سنگین از 250 تا 500 اسب بخار است. و بیشتر. همه سازندگان کامیون ترجیح می دهند از یک سری موتورهایی استفاده کنند که در طراحی و اندازه سیلندر یکسان هستند. مرسدس دارای موتورهای شش و هشت سیلندر V شکل با سیلندرهای هر کدام حدود 2 لیتر است. موتورهای شش سیلندر V شکل از 320 تا 456 اسب بخار قدرت تولید می کنند. بسته به اصلاح DAF دارای طیف وسیع تری از موتورها است - قدرت موتورهای خطی با حجم 12.6 لیتر از 340 تا 530 اسب بخار است. بسته به اصلاح

یکی از عواملی که قدرت موتور احتراق داخلی به آن بستگی دارد جریان هوا است. توربوشارژر ابزاری قابل اعتماد و اثبات شده برای کنترل دقیق جریان هوا است. برای به دست آوردن قدرت مورد نیاز، لازم است مقدار دقیقی از سوخت به مقدار معینی از هوا تامین شود. هرچه فشار در محفظه احتراق بیشتر باشد، قدرت موتور بیشتر است. حداکثر مقدار توان فقط با فشار مجاز در محفظه احتراق یک موتور دیزل محدود می شود.

این ساده به نظر می رسد و در واقع همه چیز بسیار آسان بود تا زمانی که استانداردهای زیست محیطی یورو 1 و سایر استانداردهای سمیت گازهای خروجی (EG) به اجرا درآمد. واقعیت این است که با افزایش فشار در محفظه احتراق، دمای احتراق افزایش می یابد و محتوای اکسیدهای نیتروژن (NOx) در گاز خروجی افزایش می یابد. و بالعکس، هرچه فشار در محفظه احتراق کمتر باشد، دما کمتر و محتوای هیدروکربن (CH) در گاز خروجی بیشتر می شود. این باعث افزایش مقدار مونوکسید کربن CO و دوده می شود که محتوای آن به طور سنتی بر حسب قسمت در میلیون (Parts per Million, PM) یا mg/m3 بیان می شود. برای کاهش محتوای اجزای سمی در گازهای خروجی، طراحان موتور مقدار هوا را در مخلوط هوا و سوخت افزایش می دهند. سمیت کم اگزوز زمانی حاصل می شود که 20 درصد هوای بیشتری نسبت به سوخت وارد محفظه احتراق شود. امروزه می توان با استفاده از تزریق الکترونیکی سوخت در فشار بالا، تمامی این عوامل را در نظر گرفت و همچنین مصرف سوخت را کاهش داد. سیستم تزریق الکترونیکی کاملاً دقیق شروع، مدت زمان و سایر پارامترها را کنترل می کند.

محتوای NOx و CH در گازهای خروجی مستقیماً به پارامترهای فرآیند عملیاتی در موتور بستگی دارد. یک مثال در اینجا این واقعیت است که به دلیل افزایش 1 درجه در شروع تزریق در زاویه چرخش میل لنگ، محتوای NOx در گازهای خروجی می تواند 5٪ افزایش یابد و محتوای CH می تواند تا 15٪ افزایش یابد. (علاوه بر روش‌های سازنده برای کاهش سمیت گازهای خروجی، روش‌های مختلفی برای تصفیه گازهای خروجی بعدی وجود دارد - استفاده از مبدل‌های کاتالیزوری، فیلترهای ذرات، چرخش مجدد گازهای خروجی و کاهش دمای هوای ورودی، اما در این مقاله ما این را در نظر نخواهیم گرفت. .) طراحان موتور تلاش می کنند تا چنین وابستگی های پیچیده ای را هنگام توسعه آنها در نظر بگیرند: شکل محفظه احتراق با دقت انتخاب می شود، که سمیت اگزوز و مصرف سوخت تا حد زیادی به آن بستگی دارد، و حجم و ابعاد بهینه سیلندرها انتخاب می شود.

از بیل مکانیکی گرفته تا شاتل

Cometto چندین نیمه تریلر جدید برای حمل محموله های بزرگ عرضه کرده است. مدل 61MS مجهز به شش ردیف محور با 8 چرخ است. این نیمه تریلر با ظرفیت 183 تن برای حمل و نقل قطعات نیروگاه طراحی شده است. به یاد بیاوریم که قبلاً برای حمل و نقل توربین ها، این شرکت مدل X64DAH/2530 را تولید می کرد که به همراه یک کامیون 6x4 استفاده می شد. سکوی نیم تریلر 61MS قابل افزایش است و از 14 تا 29 متر قابل افزایش است مدل XA4TAH/36 - نیم تریلر با کف تک سطحی نیز از 13 به 36 متر قابل افزایش است. حداکثر ظرفیت بارگیری این مدل 52 تن است، برای حمل و نقل پره های توربین طراحی شده است.

برای حمل تجهیزات ساختمانی از دو مدل دیگر شرکت ایتالیایی Cometto استفاده می شود. R04 با ظرفیت بالابری 48 تن به طور خاص برای حمل و نقل تجهیزات سنگین خاکی طراحی شده است. مدل ZS4EAH با ظرفیت بالابری 81 تن قابلیت حمل سازه های ساختمانی بزرگ را دارد.

شرکت آلمانی Doll Fahrzeugbau طیف محصولات خود را با سه تریلر کف پایین با یقه غاز قابل جابجایی گسترش داده است. T4H-S3 یک نیمه تریلر چهار محوره برای حمل تجهیزات جاده ای بزرگ مانند سنگ شکن است. مدل T3H-S3 یک نیمه تریلر سه محوره با اتصال ویژه بین سکوی بار و شاسی است. این طراحی به نیمه تریلر اجازه می دهد تا برای حمل و نقل طیف گسترده ای از محموله ها سازگار شود. مدل دو محوره D2P-O با محورهای چهار مفصلی و بار محوری 12 تنی مجهز به سیستم فرمان با زاویه فرمان 60 درجه است. تمامی تریلرهای سنگین مجهز به سیستم اکسل فرمان هیدرولیک الکترونیکی، سیستم تعلیق پنوماتیک یا هیدرولیک هستند.

سپس یک سری موتور با طیف وسیعی از قدرت ها ساخته می شود که در تعداد سیلندرها متفاوت است. به عنوان مثال موتورهای اسکانیا دارای حجم سیلندر 1.95 لیتر هستند. این سیلندرها هستند که موتورهای هشت سیلندر خطی شش سیلندر و V شکل در حال حاضر تولید شده را تشکیل می دهند. این شرکت سوئدی چنین سیلندرهایی را نه تنها بهینه، بلکه جهانی می داند و به همین دلیل قصد دارد موتوری پنج سیلندر با حجم 9.75 لیتر تولید کند. ظاهرا به همین دلیل، اسکانیا سیلندر کوچکتری را برای تولید یک موتور شش سیلندر با حجم تقریباً 10 لیتر توسعه داد. برای پاسخگویی به تقاضا برای موتورهای 250 تا 500 اسب بخار. و بیشتر، نیاز به ایجاد سه اندازه استاندارد موتور با مصرف سوخت بهینه، افزایش قدرت و دوام و همچنین آلایندگی کم اگزوز وجود داشت. به نظر می رسد موتورهای دو سازنده (مرسدس و اسکانیا) که طیف مدل موتورهایی با محفظه احتراق یکسان تولید می کنند، برای اجرای برنامه های خود مشکلی نخواهند داشت.

Volvo و IVECO همچنین بر ایجاد سری موتورها در سه محدوده قدرت با بیشترین قطعات مشترک تا حد امکان تمرکز کرده اند. در حال حاضر، تنها دو گزینه برای عبور از محدودیت های قابلیت های موتور وجود دارد. یکی توسط اسکانیا و ولوو در قالب یک درایو توربوکامپوند و دیگری توسط IVECO در قالب یک توربوشارژر هندسه متغیر ارائه شده است. محرک توربوکامپوند شامل دو توربین است که به صورت سری در جهت حرکت گازهای خروجی نصب شده اند. این طراحی اجازه می دهد تا از انرژی باقیمانده گاز خروجی به طور کامل استفاده شود. توربین ها نه تنها شارژ تازه را به داخل محفظه احتراق پمپ می کنند، بلکه با چرخ فلایویل ارتباط حرکتی دارند و میل لنگ موتور را می چرخانند. این راه حل فنی به گفته اسکانیا اجازه می دهد تا راندمان و قدرت موتور را بدون افزایش فشار در محفظه احتراق به 30 ... 40 اسب بخار افزایش دهد. یک توربوشارژر هندسی متغیر امکان به دست آوردن گشتاور بالا از حجم نسبتاً کم موتور را فراهم می کند.

هنوز هیچ روش دیگری برای افزایش عملکرد قدرت موتورهای مدرن بدون تغییر اساسی در طراحی ایجاد نشده است.

استفاده از موتورهای دیزلی

پس از اختراع دیزل، موتور آن که در طول صد سال دستخوش تغییراتی شده بود، محبوب ترین و کاربردی ترین موتور برای استفاده در زمینه های مختلف فعالیت شد. ویژگی اصلی آن راندمان بالا و مقرون به صرفه بودن بود.
امروزه از موتور دیزل استفاده می شود:

در واحدهای برق ثابت؛

در کامیون ها و اتومبیل ها؛

در کامیون های سنگین؛

برای تجهیزات کشاورزی/ویژه/ساختمانی؛

روی لوکوموتیوهای دیزلی و کشتی ها.

دیزل ها می توانند ساختار درون خطی و V شکل داشته باشند. آنها بدون مشکل با سیستم فشار هوا کار می کنند.

تنظیمات اصلی

هنگام کار با موتور، پارامترهای زیر مهم هستند:

قدرت موتور؛

قدرت خاص؛

عملکرد اقتصادی و در عین حال قابل اعتماد؛

طرح عملی در محفظه برق؛

راحتی و سازگاری با محیط

بسته به حوزه فعالیتی که در آن از دیزل استفاده می شود، طراحی داخلی آن تغییر خواهد کرد.

کاربرد موتور دیزل

واحدهای برق ثابت
سرعت عملکرد در واحدهای ثابت معمولاً ثابت است، بنابراین موتور و سیستم قدرت باید در حالت ثابت با هم کار کنند. بسته به شدت بار، تامین سوخت توسط کنترل کننده سرعت میل لنگ برای حفظ سرعت مشخص شده کنترل می شود. در واحدهای برق ثابت، اغلب از تجهیزات تزریق با تنظیم کننده مکانیکی استفاده می شود. گاهی اوقات می توان از موتورهای خودروها و کامیون ها به عنوان موتورهای ثابت استفاده کرد، اما فقط با یک تنظیم کننده به درستی پیکربندی شده است.

ماشین های سواری و کامیون های سبک

خودروهای سواری از موتورهای دیزلی پرسرعت استفاده می‌کنند، یعنی قادر به ایجاد گشتاور بالا در محدوده وسیعی از سرعت‌های میل لنگ هستند. سیستم تزریق Common Rail با کنترل الکترونیکی به طور گسترده در اینجا استفاده می شود. الکترونیک وظیفه تزریق مقدار مشخصی سوخت را بر عهده دارد و این امر باعث احتراق کامل، افزایش قدرت و راندمان می شود. در اروپا، خودروهای سواری دیزلی مجهز به سیستم های تزریق سوخت هستند، زیرا مصرف سوخت آنها کمتر از موتورهای با محفظه احتراق تقسیم شده (15-20٪) است.

یک سیستم موثر برای افزایش قدرت موتور، توربوشارژ است. یک توربوشارژر برای ایجاد تقویت در تمام حالت های کار موتور استفاده می شود.

محدودیت در استانداردهای سمیت گازهای خروجی (EG) و افزایش قدرت، استفاده از سیستم های تزریق سوخت با فشار بالا را تضمین کرد. محدودیت در محتوای مواد مضر در گازهای خروجی منجر به بهبود مستمر طراحی موتورهای دیزل شده است.

کامیون های سنگین

معیار اصلی در اینجا راندمان است، به همین دلیل از موتورهای دیزلی با سیستم تزریق مستقیم سوخت برای کامیون ها استفاده می شود. سرعت چرخش میل لنگ در اینجا به 3500 دور در دقیقه می رسد. این موتورها همچنین مشمول مقررات سختگیرانه گازهای خروجی هستند که نشان دهنده الزامات کنترل و کیفیت بالا برای سیستم موجود و همچنین توسعه سیستم های جدید است.

تجهیزات ویژه ساخت و ساز/کشاورزی

دیزل در اینجا بیشترین استفاده را داشت. معیارهای اصلی در اینجا نه تنها کارایی، بلکه قابلیت اطمینان، سادگی و سهولت نگهداری بود. به قدرت و سر و صدا به همان اندازه که برای خودروهای دیزلی سواری اهمیت داده نمی شود. ماشین آلات ویژه/کشاورزی از موتورهای دیزلی با قدرت های متفاوت استفاده می کنند. اغلب، چنین ماشین هایی از سیستم تزریق سوخت مکانیکی و همچنین یک سیستم خنک کننده هوای ساده استفاده می کنند.

لوکوموتیوهای دیزلی

شباهت موتورهای لوکوموتیو دیزلی با موتورهای کشتی نشان دهنده قابلیت اطمینان و عملکرد طولانی مدت آنها است. آنها می توانند با سوخت با کیفیت پایین تر کار کنند. اندازه ها از موتور برای وسایل نقلیه سنگین تا کشتی های با اندازه متوسط ​​متغیر است.

الزامات آن به منطقه کاربرد موتور دیزل دریایی بستگی دارد. برای قایق های دریایی و ورزشی از موتورهای دیزلی پرقدرت استفاده می شود (موتورهای چهار زمانه با سرعت میل لنگ تا 1500 دور در دقیقه و حداکثر 24 سیلندر در اینجا استفاده می شود). موتورهای دو زمانه مقرون به صرفه هستند و برای کارکرد طولانی مدت استفاده می شوند. این موتورهای کم سرعت تا 55 درصد بالاترین راندمان را دارند و با نفت کوره کار می کنند و نیاز به آموزش ویژه در کشتی دارند. روغن سوخت باید گرم شود (تا حدود 160 درجه سانتیگراد) - سپس ویسکوزیته روغن کوره کاهش می یابد و می توان از آن برای کارکرد فیلترها و پمپ ها استفاده کرد.
کشتی های سایز متوسط ​​از موتورهای دیزلی استفاده می کنند که در ابتدا برای وسایل نقلیه سنگین ساخته شده بودند. در نهایت، این موتور بسته به ماهیت استفاده آن تنظیم و تنظیم شده است و نیازی به هزینه های اضافی توسعه ندارد.

دیزل های چند سوختی

امروزه، این موتورها دیگر اهمیتی ندارند، زیرا آنها از کنترل کیفیت گازهای خروجی عبور نمی کنند و ویژگی های لازم (کمال و قدرت) را ندارند. آنها برای استفاده ویژه در مناطقی با عرضه نامنظم سوخت طراحی شده بودند و می توانستند با سوخت دیزل یا بنزین یا جایگزین های دیگر کار کنند.

پارامترهای مقایسه ای

با استفاده از جدول زیر می توانید پارامترهای اصلی موتورهای دیزلی و بنزینی را با هم مقایسه کنید.

نوع سیستم تزریق	سرعت نامی میل لنگ (دقیقه)	نسبت تراکم	فشار متوسط ​​(بار)	توان ویژه (کیلووات بر لیتر)	وزن مخصوص (kg/kW)	مصرف سوخت ویژه (گرم بر کیلووات ساعت)
برای خودروهای سواری:
تنفس طبیعی (3)
سوپرشارژ (3)
تنفس طبیعی (4)
سوپرشارژ (4.5)
برای کامیون ها
تنفس طبیعی (4)
سوپر شارژ (4)
سوپرشارژ (4.5)
برای ماشین آلات ساختمانی و ویژه/کشاورزی	1000…3600	16…20	7…23	6…28	1…10	190…280
برای لوکوموتیوهای دیزلی
دریایی، 4 زمانه
دریایی، 2 زمانه
موتورهای بنزینی
برای خودروهای سواری
بدون تقویت هوا
سوپرشارژ شده
برای کامیون ها

مزایا و معایب گازوئیل

امروزه راندمان موتورهای دیزلی تا 40 تا 45 درصد، موتورهای بزرگ بیش از 50 درصد است. با توجه به ویژگی های آن، گازوئیل الزامات سوخت سختی ندارد، این امکان استفاده از روغن های سنگین را فراهم می کند. هر چه سوخت سنگین تر باشد، راندمان موتور و ارزش حرارتی بالاتری دارد.

یک موتور دیزل نمی تواند سرعت های بالا را توسعه دهد - سوخت زمان لازم برای سوختن در سیلندرها را ندارد و احتراق زمان می برد. از قطعات مکانیکی گران قیمت استفاده می کند و موتور را سنگین تر می کند.

با تزریق سوخت، احتراق رخ می دهد. در سرعت‌های پایین، موتور گشتاور بالایی تولید می‌کند - این باعث می‌شود خودرو هنگام رانندگی نسبت به خودرویی با موتور بنزینی واکنش‌پذیرتر باشد. بنابراین، کامیون های بیشتری به موتور دیزل مجهز می شوند، به علاوه مقرون به صرفه تر است.
برخلاف موتورهای بنزینی، دیزل مونوکسید کربن کمتری در اگزوز تولید می کند. که تأثیر مفیدی بر محیط زیست دارد. در روسیه، بزرگترین آلاینده ها کامیون ها و اتوبوس های قدیمی و غیرقانونی هستند.

سوخت دیزل غیر فرار است، یعنی بد تبخیر می شود، بنابراین احتمال آتش سوزی گازوئیل بسیار کمتر است، به خصوص که برخلاف بنزین از جرقه اشتعال استفاده نمی کند.