De moderne dieselmotor is een efficiënt apparaat met een hoog rendement. Als eerdere dieselmotoren op landbouwmachines werden geïnstalleerd (tractoren, maaidorsers, enz.), Zijn er nu gewone stadsauto's mee uitgerust. Natuurlijk associëren sommige mensen diesel met zwarte rook uit de uitlaatpijp. Dat was het al een tijdje, maar nu is het uitlaatsysteem gemoderniseerd en zijn er praktisch geen onaangename gevolgen. Laten we eens kijken naar tweetaktdiesels en hun kenmerken.
Algemene informatie
Het belangrijkste kenmerk van de dieselmotor is de verhoogde efficiëntie. Dit is grotendeels te danken aan de brandstof, die 15% zuiniger is. Als je op moleculair niveau naar de brandstof kijkt, zien we hier een lange keten van koolstofatomen. Hierdoor is het rendement van dieselbrandstof iets hoger dan dat van benzine.
Het werkingsprincipe van een klassieke dieselDe motor bestaat uit het omzetten van de heen en weer gaande bewegingen van het krukmechanisme (KShM) in mechanisch werk. Het belangrijkste verschil met een verbrandingsmotor die op benzine loopt, is de manier waarop het brandstof-luchtmengsel wordt bereid en ontstoken.
In een dieselmotor wordt het mengsel direct in de verbrandingskamer gevormd. Dienovereenkomstig ontsteekt het mengsel bij maximale druk. Of dit nu goed of slecht is, we komen er later wel achter, maar laten we nu eens kijken naar de meest interessante.
Tweetakt dieselmotor
Dit type motor heeft momenteel weinig distributie, zoals een roterende zuigermotor. Het bestaat uit een gasturbine, die nodig is om thermische energie om te zetten in mechanische energie, en een supercharger. Het werkingsprincipe van de laatste is om het vermogen te vergroten door de druk te verhogen. Hierdoor wordt het brandstofverbruik verminderd.
De cilinders in de motor staan horizontaal tegenover elkaar. Waarom worden tweetaktmotoren eigenlijk zo genoemd? Dit komt doordat de cilinders in slechts één omwenteling van de krukas werken. Dat wil zeggen, het blijken twee cycli te zijn.
De inschakelduur van een tweetaktdiesel is als volgt. Wanneer de zuiger naar zijn laagste punt da alt, wordt de cilinder gevuld met lucht. Op een bepaald moment gaat de uitlaatklep open en komen er gassen uit. Tegelijkertijd komt er lucht in de cilinders via de onderste ramen.
Het werkingsprincipe van een tweetakt dieselmotor
Merkbaarhet feit dat in dergelijke verbrandingsmotoren twee soorten spoeling worden gebruikt: raam en klepgleuf. Wanneer cilinderramen worden gebruikt voor inlaat en uitlaat is dit een raamsysteem. Als de uitlaat wordt aangepast via een speciale klep in de cilinder en de inlaat door de ramen, dan is het klep-sleufsysteem. Deze manier van spoelen en reinigen is het meest optimaal. Dit komt doordat niet alle lucht in de cilinder blijft. Een deel ervan gaat verder dan de motor. Het zogenaamde once-through cleaning systeem zorgt voor een optimale afvoer van verbrandingsproducten uit de cilinders.
Een tweetakt dieselmotor kan behoorlijk lang draaien. Dit komt door minder mechanische actie in de cilinder. Dus de zuiger begint zijn beweging vanuit het onderste dode punt. Op dit moment zijn de inlaatklep en ramen gesloten. Daarom begint het compressieproces. Het mondstuk bevindt zich in het bovenste dode punt. De brandstof wordt ontstoken door hete lucht. Wanneer de zuiger naar beneden beweegt, zet het verbrandingsproduct uit.
Klepslotontluchting
Een significante verhoging van het motorrendement kan alleen worden bereikt wanneer lucht langs de as van de cilinder stroomt. Als op de eerste tweetaktmotoren een ringvormige spoeling werd gebruikt, wat niet het juiste resultaat opleverde, dan werd in de toekomst alleen klepsleuf gebruikt. Dankzij dit systeem was het mogelijk om het volume van niet-geblazen gebieden in de cilinder te minimaliseren. Door het systeem kon de uitlaatklep iets eerder sluiten. Deze aanpak verminderde het verlies van verse lading aanzienlijk en verbeterde de boost. Tegenwoordig wordt spoeling met sleuven gebruikt op schepen en militairentechniek.
Tweetakt Voordelen
De eerste dergelijke motor werd tegelijkertijd met de klassieke diesel 4-takt ICE aan de wereld geïntroduceerd. Relatief recent zijn er 2-takt benzinemotoren verschenen. Het belangrijkste kenmerk is het lage gewicht. Hier kunnen we spreken van een gewichtsbesparing van 40-50% ten opzichte van een klassieke dieselmotor met turbine. Een vrij belangrijke eigenschap voor een moderne auto, wanneer ontwikkelaars proberen het gewicht van de auto zo veel mogelijk te verminderen.
Een ander voordeel is dat de tweetakt dieselmotor iets eenvoudiger is dan zijn tegenhanger. Minder onderdelen maken het onderhoud wat makkelijker en goedkoper. Hoewel dat laatste kan worden beargumenteerd, omdat niet iedereen dit type motor is tegengekomen. Zo'n krachtbron kan met een minimum aan gereedschap worden gereconstrueerd en gerepareerd. In feite is dit een vereenvoudigde versie van de verbrandingsmotor. Bovendien kunt u door de aanwezigheid van een supercharger aanzienlijk brandstof besparen. Door het tweetaktontwerp wordt ongeveer 40-50% dieselbrandstof bespaard. Natuurlijk hebben alle motoren hun voor- en nadelen. In sommige gevallen zijn nadelen belangrijker, omdat ze wijdverbreid gebruik beperken.
Over zwakke punten
Nogmaals, als je alle tekortkomingen in een lijst opsomt, denk je aan een roterende verbrandingsmotor. Het is een feit dat het hier de moeite waard is om de volgende nadelen te benadrukken:
- hoge onderhoudskosten;
- gebrek aan reserveonderdelen;
- hoge prijs voor de motor.
Het eerste punt is te wijten aan het gebrek aan werkplaatsen waar ze klaar zijn om de reparatie van een tweetakt dieselmotor op zich te nemen. Dit is heel natuurlijk en logisch, omdat niet veel fabrikanten soortgelijke motoren massaal produceren, en nog minder installeren ze op auto's. Bij een regulier tankstation zal zo'n krachtbron, als ze dat doen, duur zijn.
Maar meestal treedt de derde min onmiddellijk op - er zijn geen noodzakelijke reserveonderdelen. Meer precies, ze zijn, maar alleen onder de bestelling. Je kunt er een maand of langer op wachten. Als het in grote steden mogelijk zal zijn om zo'n verbrandingsmotor te repareren en reserveonderdelen te vinden, dan is dit in de outback onwaarschijnlijk. Dit zijn de voor- en nadelen van deze diesel. Laten we nu eens kijken naar een paar belangrijke details.
Een beetje over het smeersysteem
Zoals we al hebben ontdekt, heeft deze diesel zijn sterke en zwakke punten. Een uiterst belangrijk detail is het smeersysteem. Het is verantwoordelijk voor de efficiënte werking van wrijvende onderdelen en hun koeling, waarbij koolstofafzettingen worden weggespoeld. Iedereen weet al lang dat voor deze doeleinden motorolie wordt gebruikt die door de fabrikant wordt aanbevolen. In ons geval is alles precies hetzelfde.
Ik zou graag iets willen zeggen over het verbruik van smeervloeistof. Verwacht hier geen besparingen. Dit komt door de toevoeging van smeermiddel direct aan de brandstof om de normale werking van wrijvende onderdelen te garanderen. Het is vrij logisch dat het zeer snel zal worden geconsumeerd en dat het regelmatig moet worden aangevuld. Bovendien kan een lichte oliegebrek tweetaktdieselmotoren zeer snel vernietigen. Tenminsteten minste een orde van grootte eerder dan conventionele verbrandingsmotoren op benzine. Daarom is het smeersysteem eerder zwak dan sterk, en dit mag niet worden vergeten.
Over milieuvriendelijkheid
In de afgelopen jaren hebben ingenieurs voortdurend geprobeerd de hoeveelheid schadelijke stoffen die door het uitlaatsysteem in de atmosfeer worden uitgestoten, te verminderen. De kwestie van ecologie is behoorlijk acuut. Als milieunormen al lang zijn ingevoerd in Europese landen, dan is alles in Rusland veel erger. Wat dieselmotoren in het algemeen betreft, gebruiken ze al geruime tijd speciale roetfilters en asarme oliën, die de schadelijke uitstoot in de atmosfeer aanzienlijk verminderen.
In ons geval werd gezegd dat de olie in de kamer brandt. Vanuit milieuoogpunt is dit al een groot nadeel. Bovendien ontsteekt een deel van het brandstof-luchtmengsel niet en breekt uit. Dit alles, samen met het uitlaatsysteem, veroorzaakt ernstige schade aan de atmosfeer. Daarom zijn tweetakt dieselmotoren het meest geschikt voor gebruik in militaire uitrusting en luchtvaart.
Luchtvaartdiesel
Dit soort motoren wordt veel gebruikt in vluchttechnologie. Meestal gebruikt op lichte vliegtuigen. Hoog vermogen met kleine afmetingen - werden de bepalende factoren bij het kiezen van krachtbronnen voor vliegtuigen. Bovendien speelden de aanwezigheid van drukverhoging en het ontbreken van ontsteking alleen maar ten goede. De werking van de verbrandingsmotor stopt met de toevoer van een brandstof-luchtmengsel.
Het is vermeldenswaard dat een tweetakt scheepsdieselmotor niet bang is voor een druppeltemperaturen. Bovendien is een grote vorst vaak een extra koeling van de verbrandingsmotor, wat erg goed is. Dit alles, samen met het gebruik van relatief goedkope brandstof, maakt deze diesel enorm populair. Toegegeven, de distributie wordt beperkt door de complexiteit van het installeren en onderhouden van de compressor. Daarnaast moet er smeermiddel aan de brandstof worden toegevoegd en dat is ook niet goedkoop. Over het algemeen is dit een uitstekende optie voor de luchtvaart, vanwege de bovenstaande factoren.
Verhoogde thermische belasting
We hebben de belangrijkste kenmerken van deze motor bekeken. U weet nu bijvoorbeeld hoeveel de motor weegt en wat zijn sterke en zwakke punten zijn. Maar ik zou graag nog een paar ontwerpkenmerken van de krachtbron willen overwegen. In het bijzonder zullen we het hebben over het koelsysteem. Feit is dat een tweetakt dieselmotor meer warmte belast heeft dan een viertakt. Dit komt door de verhoogde frequentie van de zuiger. Het blijkt dat de temperatuur in de kamer aanzienlijk stijgt. Om dit te verminderen is een efficiënte koeling nodig. Als we het over luchtvaart hebben, dan is alles duidelijk. Hoge snelheden en tegemoetkomende luchtstromen doen hun werk. Hetzelfde geldt voor gebruik bij strenge vorst, wanneer lage omgevingstemperaturen slechts een pluspunt zijn.
In andere gevallen is vloeistofkoeling vereist. Meestal is dit een klassiek systeem. Het enige dat de moeite waard is om op te letten, is de bruikbaarheid van alle systemen. Oververhitting, zelfs tijdelijk, kan storingen of andere problemen veroorzaken. In ieder geval is de mogelijkheid van een dergelijke uitkomst noodzakelijkuitsluiten.
Dieselbron
De geplande hulpbron van deze motor verdient speciale aandacht. Feit is dat de dieselmotor zelf minder levensvatbaar is dan de benzinemotor. Dit komt door het gebruik van een soort brandstof. Het laat koolstofafzettingen achter in de verbrandingskamer en injectoren. Dit alles verkort de levensduur aanzienlijk. Wat betreft tweetaktdieselmotoren hangt veel af van de bedrijfsomstandigheden en tijdig onderhoud. Als de olie op tijd wordt ververst en de motor niet oververhit raakt, kan 200.000 kilometer werken. Voor gepantserde voertuigen is de hulpbron veel minder en bedraagt ongeveer 100.000 kilometer.
Belangrijke details
Moderne tweetaktdiesel wordt gekenmerkt door een geavanceerd brandstofsysteem. De motor loopt stil en soepel. Maar het was niet altijd zo. De mechanische injectiepomp had zijn eigen kenmerken. In het bijzonder ging er een aparte lijn naar elk mondstuk. Hoewel deze aanpak zwakke punten had, stond hij bekend om zijn betrouwbaarheid en hoge onderhoudbaarheid. Later werden injectiepompen verbeterd en werden ze veel gecompliceerder. Het Common Rail-systeem verscheen. In de brandstofrail van zo'n plan werd een druk van ongeveer 2000 kilogram per vierkante centimeter gehandhaafd. Injectoren zijn gevoeliger geworden voor de brandstofkwaliteit. Slechte brandstof leidde tot hun snelle storing.
Samenvatten
Over het algemeen zullen tweetaktdiesels zich ontwikkelen en verbeteren. Evenals verbrandingsmotoren met roterende zuigers, worden ze als onafgewerkt beschouwd. Maar in de nabije toekomstze zullen hun niche in de auto-industrie bezetten. Nu al worden ze gebruikt in de luchtvaart en op grote industriële en militaire schepen. Dit is een betrouwbare en relatief pretentieloze motor die, met goed onderhoud, naar behoren zal werken. Tegelijkertijd is hij niet zonder problemen. De kwestie van koeling en smering is bijvoorbeeld acuut. Nog belangrijker is de kwestie van ecologie. Een complex filtersysteem is nodig om aan de milieunormen te voldoen. Om deze simpele reden, massaproductie, is het gebruik van dergelijke motoren op alle soorten auto's moeilijk en nog niet mogelijk. Maar het verbeteren van het uitlaatgasbehandelingssysteem kan dit probleem oplossen en ertoe leiden dat tweetaktmotoren op grote schaal worden gebruikt.
