Ο σύγχρονος κινητήρας ντίζελ είναι μια αποδοτική συσκευή με υψηλή απόδοση. Εάν παλαιότερα οι κινητήρες ντίζελ είχαν εγκατασταθεί σε γεωργικά μηχανήματα (τρακτέρ, συνδυασμοί κ.λπ.), τώρα είναι εξοπλισμένα με αυτά τα συνηθισμένα αυτοκίνητα πόλης. Φυσικά, κάποιοι συνδέουν το ντίζελ με μαύρο καπνό από τον σωλήνα εξάτμισης. Για κάποιο διάστημα ήταν, αλλά τώρα το σύστημα εξάτμισης έχει εκσυγχρονιστεί και πρακτικά δεν υπάρχουν τέτοιες δυσάρεστες συνέπειες. Ας δούμε τους δίχρονους ντίζελ και τα χαρακτηριστικά τους.
Μερικές γενικές πληροφορίες
Το βασικό χαρακτηριστικό του κινητήρα ντίζελ είναι η αυξημένη απόδοσή του. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο καύσιμο, το οποίο είναι 15% πιο αποδοτικό. Αν κοιτάξετε το καύσιμο σε μοριακό επίπεδο, εδώ βλέπουμε μια μακριά αλυσίδα ανθράκων. Λόγω αυτού, η απόδοση του καυσίμου ντίζελ είναι ελαφρώς υψηλότερη από αυτή της βενζίνης.
Η αρχή λειτουργίας ενός κλασικού dieselΟ κινητήρας συνίσταται στη μετατροπή των παλινδρομικών κινήσεων του μηχανισμού στροφάλου (KShM) σε μηχανική εργασία. Η βασική διαφορά από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης που λειτουργεί με βενζίνη έγκειται στον τρόπο προετοιμασίας και ανάφλεξης του μείγματος καυσίμου-αέρα.
Σε έναν κινητήρα ντίζελ, το μείγμα σχηματίζεται απευθείας στον θάλαμο καύσης. Κατά συνέπεια, σε μέγιστη πίεση, το μείγμα αναφλέγεται. Αν αυτό είναι καλό ή κακό, θα το καταλάβουμε λίγο αργότερα, αλλά τώρα ας δούμε τα πιο ενδιαφέροντα.
Δίχρονος κινητήρας ντίζελ
Αυτός ο τύπος κινητήρα έχει προς το παρόν μικρή κατανομή, όπως ένας κινητήρας με περιστροφικό έμβολο. Αποτελείται από έναν αεριοστρόβιλο, ο οποίος είναι απαραίτητος για τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική, και έναν υπερσυμπιεστή. Η αρχή λειτουργίας του τελευταίου είναι η αύξηση της ισχύος αυξάνοντας την πίεση. Ως αποτέλεσμα, η κατανάλωση καυσίμου μειώνεται.
Οι κύλινδροι στον κινητήρα είναι ο ένας απέναντι από τον άλλο σε οριζόντια θέση. Στην πραγματικότητα, γιατί ονομάζονται έτσι οι δίχρονοι κινητήρες; Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι κύλινδροι λειτουργούν σε μία μόνο περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα. Δηλαδή, βγάζει δύο κύκλους.
Ο κύκλος λειτουργίας ενός δίχρονου ντίζελ είναι ο εξής. Όταν το έμβολο κατεβαίνει στο χαμηλότερο σημείο του, ο κύλινδρος γεμίζει με αέρα. Σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και τα αέρια εξέρχονται από αυτήν. Ταυτόχρονα, ο αέρας εισέρχεται στους κυλίνδρους από τα κάτω παράθυρα.
Η αρχή της λειτουργίας ενός δίχρονου κινητήρα ντίζελ
Αξιοσημείωτοτο γεγονός ότι σε τέτοιους κινητήρες εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούνται δύο τύποι εξαέρωσης: παράθυρο και υποδοχή βαλβίδας. Όταν τα παράθυρα κυλίνδρων χρησιμοποιούνται για εισαγωγή και εξαγωγή, αυτό είναι ένα σύστημα παραθύρων. Εάν η έξοδος ρυθμίζεται μέσω ειδικής βαλβίδας στον κύλινδρο και η είσοδος από τα παράθυρα, τότε το σύστημα βαλβίδας-σχισμής. Αυτή η μέθοδος καθαρισμού και καθαρισμού είναι η πιο βέλτιστη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν παραμένει όλος ο αέρας στον κύλινδρο. Κάποια από αυτά ξεπερνούν τον κινητήρα. Το λεγόμενο σύστημα καθαρισμού μιας φοράς εξασφαλίζει τη βέλτιστη αφαίρεση των προϊόντων καύσης από τους κυλίνδρους.
Ένας δίχρονος κινητήρας ντίζελ μπορεί να λειτουργήσει για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό οφείλεται στη μικρότερη μηχανική δράση μέσα στον κύλινδρο. Έτσι το έμβολο ξεκινά την κίνηση του από το κάτω νεκρό σημείο. Αυτή τη στιγμή, η βαλβίδα εισαγωγής και τα παράθυρα είναι κλειστά. Επομένως, ξεκινά η διαδικασία συμπίεσης. Το ακροφύσιο βρίσκεται στο πάνω νεκρό σημείο. Το καύσιμο αναφλέγεται από ζεστό αέρα. Όταν το έμβολο κινείται προς τα κάτω, το προϊόν καύσης διαστέλλεται.
Εκκαθάριση υποδοχής βαλβίδας
Μια σημαντική αύξηση στην απόδοση του κινητήρα μπορεί να επιτευχθεί μόνο όταν ο αέρας ρέει κατά μήκος του άξονα του κυλίνδρου. Εάν στους πρώτους δίχρονους κινητήρες χρησιμοποιήθηκε δακτυλιοειδής εξαέρωση, η οποία δεν έδωσε το σωστό αποτέλεσμα, τότε χρησιμοποιήθηκε μόνο σχισμή βαλβίδας στο μέλλον. Χάρη σε αυτό το σύστημα, ήταν δυνατό να ελαχιστοποιηθεί ο όγκος των μη εμφυσημένων περιοχών στον κύλινδρο. Το σύστημα επέτρεψε στη βαλβίδα εξαγωγής να κλείσει λίγο νωρίτερα. Αυτή η προσέγγιση μείωσε σημαντικά την απώλεια νέας φόρτισης και βελτίωσε την ώθηση. Σήμερα, ο καθαρισμός με σχισμές βαλβίδας χρησιμοποιείται σε πλοία και στρατιωτικούςτεχνική.
Πλεονεκτήματα δίχρονου
Ο πρώτος τέτοιος κινητήρας παρουσιάστηκε στον κόσμο ταυτόχρονα με τον κλασικό τετράχρονο ICE diesel. Σχετικά πρόσφατα εμφανίστηκαν 2χρονοι βενζινοκινητήρες. Το βασικό χαρακτηριστικό είναι το χαμηλό βάρος. Εδώ μπορούμε να μιλήσουμε για μείωση βάρους 40-50% σε σύγκριση με έναν κλασικό κινητήρα diesel με τουρμπίνα. Πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό για ένα σύγχρονο αυτοκίνητο, όταν οι προγραμματιστές προσπαθούν να μειώσουν το βάρος του αυτοκινήτου όσο το δυνατόν περισσότερο.
Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι ο δίχρονος κινητήρας ντίζελ είναι κάπως απλούστερος από τον αντίστοιχο. Λιγότερα ανταλλακτικά κάνουν τη συντήρηση κάπως ευκολότερη και φθηνότερη. Αν και το τελευταίο μπορεί να υποστηριχθεί, επειδή δεν έχουν συναντήσει όλοι αυτόν τον τύπο κινητήρα. Μια τέτοια μονάδα ισχύος μπορεί να ανακατασκευαστεί και να επισκευαστεί με έναν ελάχιστο αριθμό εργαλείων. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια απλοποιημένη έκδοση του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Επιπλέον, η παρουσία υπερσυμπιεστή σάς επιτρέπει να εξοικονομήσετε σημαντικά καύσιμα. Περίπου το 40-50% του καυσίμου ντίζελ εξοικονομείται λόγω του δίχρονου σχεδιασμού. Φυσικά, όλοι οι κινητήρες έχουν τα θετικά και τα αρνητικά τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα μειονεκτήματα είναι πιο σημαντικά, καθώς περιορίζουν την ευρεία χρήση.
Σε αδυναμίες
Και πάλι, εάν απαριθμήσετε όλες τις ελλείψεις σε μια λίστα, τότε θα σας έρθει στο μυαλό ένας περιστροφικός κινητήρας εσωτερικής καύσης. Το γεγονός είναι ότι εδώ αξίζει να επισημανθούν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:
- υψηλό κόστος συντήρησης;
- έλλειψη ανταλλακτικών;
- υψηλή τιμή για τον κινητήρα.
Το πρώτο σημείο οφείλεται στην έλλειψη συνεργείων όπου είναι έτοιμα να αναλάβουν την επισκευή ενός δίχρονου κινητήρα diesel. Αυτό είναι αρκετά φυσικό και λογικό, γιατί δεν είναι πολλοί οι κατασκευαστές που παράγουν μαζικά παρόμοιους κινητήρες, ακόμη λιγότεροι τους εγκαθιστούν σε αυτοκίνητα. Σε ένα κανονικό πρατήριο καυσίμων, μια τέτοια μονάδα ισχύος, εάν το κάνουν, θα είναι ακριβή.
Αλλά συνήθως το τρίτο μείον εμφανίζεται αμέσως - δεν υπάρχουν απαραίτητα ανταλλακτικά. Πιο συγκεκριμένα, είναι, αλλά μόνο υπό την παραγγελία. Μπορείτε να τους περιμένετε για ένα μήνα ή περισσότερο. Εάν στις μεγάλες πόλεις θα είναι δυνατή η επισκευή ενός τέτοιου κινητήρα εσωτερικής καύσης και η εύρεση ανταλλακτικών, τότε στο εξωτερικό αυτό είναι απίθανο να γίνει. Αυτά είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτού του ντίζελ. Λοιπόν, τώρα ας δούμε μερικές ακόμη σημαντικές λεπτομέρειες.
Λίγα για το σύστημα λίπανσης
Όπως έχουμε ήδη καταλάβει, αυτό το ντίζελ έχει τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία του. Μια εξαιρετικά σημαντική λεπτομέρεια είναι το σύστημα λίπανσης. Είναι υπεύθυνος για την αποτελεσματική λειτουργία των εξαρτημάτων τριβής και την ψύξη τους, ξεπλένοντας τις εναποθέσεις άνθρακα. Όλοι γνωρίζουν από καιρό ότι για αυτούς τους σκοπούς χρησιμοποιείται λάδι κινητήρα που συνιστάται από τον κατασκευαστή. Στην περίπτωσή μας, όλα είναι ακριβώς τα ίδια.
Θα ήθελα να πω λίγα λόγια για την κατανάλωση λιπαντικού υγρού. Μην περιμένετε οικονομίες εδώ. Αυτό οφείλεται στην προσθήκη λιπαντικού απευθείας στο καύσιμο για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία των εξαρτημάτων τριβής. Είναι πολύ λογικό ότι θα καταναλωθεί πολύ γρήγορα και θα πρέπει να ανανεώνεται τακτικά. Επιπλέον, μια μικρή λιμοκτονία πετρελαίου μπορεί να καταστρέψει πολύ γρήγορα τους δίχρονους κινητήρες ντίζελ. Τουλάχιστοντουλάχιστον μια τάξη μεγέθους νωρίτερα από τους συμβατικούς βενζινοκινητήρες εσωτερικής καύσης. Επομένως, το σύστημα λίπανσης είναι μάλλον αδύναμο παρά ισχυρό, και αυτό δεν πρέπει να το ξεχνάμε.
Σχετικά με τη φιλικότητα προς το περιβάλλον
Τα τελευταία χρόνια, οι μηχανικοί προσπαθούν συνεχώς να μειώσουν την ποσότητα των επιβλαβών ουσιών που εκπέμπονται από το σύστημα εξάτμισης στην ατμόσφαιρα. Το θέμα της οικολογίας είναι αρκετά οξύ. Εάν τα περιβαλλοντικά πρότυπα έχουν εισαχθεί από καιρό στις ευρωπαϊκές χώρες, τότε στη Ρωσία όλα είναι πολύ χειρότερα. Όσο για τους κινητήρες ντίζελ γενικά, χρησιμοποιούν ειδικά φίλτρα σωματιδίων και λιπαντικά χαμηλής τέφρας για αρκετό καιρό, τα οποία μειώνουν σημαντικά τις επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα.
Στην περίπτωσή μας, ειπώθηκε ότι το λάδι καίγεται στον θάλαμο. Αυτό είναι ήδη ένα μεγάλο μειονέκτημα από περιβαλλοντική άποψη. Επιπλέον, μέρος του μίγματος καυσίμου-αέρα δεν αναφλέγεται και ξεσπά. Όλα αυτά μαζί με το σύστημα εξάτμισης προκαλούν σοβαρές ζημιές στην ατμόσφαιρα. Επομένως, οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ είναι οι πλέον κατάλληλοι για χρήση σε στρατιωτικό εξοπλισμό και αεροπορία.
Αεροπορικό ντίζελ
Αυτοί οι τύποι κινητήρων χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνολογία πτήσης. Πιο συχνά χρησιμοποιείται σε ελαφρά αεροσκάφη. Υψηλή ισχύς με μικρές διαστάσεις - έγιναν οι καθοριστικοί παράγοντες κατά την επιλογή μονάδων ισχύος για αεροσκάφη. Επιπλέον, η παρουσία πίεσης και η έλλειψη ανάφλεξης έπαιξαν μόνο προς το καλύτερο. Η λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης σταματά με την παροχή ενός μείγματος καυσίμου-αέρα.
Αξίζει να σημειωθεί ότι ένας δίχρονος ναυτικός κινητήρας ντίζελ δεν φοβάται την πτώσηθερμοκρασίες. Επιπλέον, συχνά ένας μεγάλος παγετός είναι μια πρόσθετη ψύξη του κινητήρα εσωτερικής καύσης, η οποία είναι πολύ καλή. Όλα αυτά, μαζί με τη χρήση σχετικά φθηνού καυσίμου, κάνουν αυτό το ντίζελ εξαιρετικά δημοφιλές. Είναι αλήθεια ότι η διανομή περιορίζεται από την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης και της συντήρησης του συμπιεστή. Επιπλέον, πρέπει να προστεθεί λιπαντικό στο καύσιμο, και αυτό επίσης δεν είναι φθηνό. Σε γενικές γραμμές, αυτή είναι μια εξαιρετική επιλογή για την αεροπορία, λόγω των παραπάνω παραγόντων.
Αυξημένο θερμικό φορτίο
Εξετάσαμε τα βασικά χαρακτηριστικά αυτού του κινητήρα. Για παράδειγμα, τώρα ξέρετε πόσο ζυγίζει ο κινητήρας και ποια είναι τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία του. Αλλά θα ήθελα να εξετάσω μερικά ακόμη σχεδιαστικά χαρακτηριστικά της μονάδας ισχύος. Συγκεκριμένα, θα μιλήσουμε για το σύστημα ψύξης. Το γεγονός είναι ότι ένας δίχρονος κινητήρας ντίζελ είναι πιο θερμοφορτισμένος από έναν τετράχρονο. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη συχνότητα του εμβόλου. Αποδεικνύεται ότι η θερμοκρασία στον θάλαμο αυξάνεται σημαντικά. Απαιτείται αποτελεσματική ψύξη για τη μείωση της. Αν μιλάμε για αεροπορία, τότε όλα είναι ξεκάθαρα. Οι υψηλές ταχύτητες και οι επερχόμενες ροές αέρα κάνουν τη δουλειά τους. Το ίδιο ισχύει για τη λειτουργία σε έντονους παγετούς, όταν οι χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος είναι μόνο ένα πλεονέκτημα.
Σε άλλες περιπτώσεις, απαιτείται υγρή ψύξη. Συνήθως αυτό είναι ένα κλασικό σύστημα. Το μόνο πράγμα που αξίζει να προσέξετε είναι η δυνατότητα συντήρησης όλων των συστημάτων. Η υπερθέρμανση, έστω και στιγμιαία, μπορεί να προκαλέσει εμπλοκή ή άλλα προβλήματα. Σε κάθε περίπτωση, η πιθανότητα ενός τέτοιου αποτελέσματος είναι απαραίτητηεξαίρεση.
Πόρος ντίζελ
Ο προγραμματισμένος πόρος αυτού του κινητήρα αξίζει ιδιαίτερης προσοχής. Το γεγονός είναι ότι ο ίδιος ο κινητήρας ντίζελ είναι λιγότερο βιώσιμος από τη μονάδα ισχύος βενζίνης. Αυτό οφείλεται στη χρήση ενός είδους καυσίμου. Αφήνει εναποθέσεις άνθρακα στον θάλαμο καύσης και στα μπεκ. Όλα αυτά μειώνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής. Όσον αφορά τους δίχρονους κινητήρες ντίζελ, πολλά εξαρτώνται από τις συνθήκες λειτουργίας και την έγκαιρη συντήρηση. Εάν το λάδι αλλάξει εγκαίρως και ο κινητήρας δεν υπερθερμανθεί, τότε μπορούν να λειτουργήσουν 200.000 χιλιόμετρα. Για τα θωρακισμένα οχήματα, ο πόρος είναι πολύ μικρότερος και ανέρχεται σε περίπου 100.000 χιλιόμετρα.
Σημαντικές λεπτομέρειες
Το σύγχρονο δίχρονο ντίζελ χαρακτηρίζεται από προηγμένο σύστημα καυσίμου. Ο κινητήρας λειτουργεί αθόρυβα και ομαλά. Όμως δεν ήταν πάντα έτσι. Η μηχανική αντλία έγχυσης είχε τα δικά της χαρακτηριστικά. Συγκεκριμένα, μια ξεχωριστή γραμμή πήγαινε σε κάθε ακροφύσιο. Αν και αυτή η προσέγγιση είχε αδυναμίες, φημιζόταν για την αξιοπιστία και την υψηλή συντηρησιμότητα της. Αργότερα, οι αντλίες έγχυσης βελτιώθηκαν και έγιναν πολύ πιο περίπλοκες. Εμφανίστηκε το σύστημα Common Rail. Στη ράγα καυσίμου ενός τέτοιου σχεδίου, διατηρήθηκε πίεση περίπου 2 χιλιάδων κιλών ανά τετραγωνικό εκατοστό. Τα μπεκ έχουν γίνει πιο ευαίσθητα στην ποιότητα των καυσίμων. Τα κακά καύσιμα οδήγησαν στην ταχεία αποτυχία τους.
Σύνοψη
Γενικά, οι δίχρονοι ντίζελ θα αναπτυχθούν και θα βελτιωθούν. Όπως και οι κινητήρες εσωτερικής καύσης με περιστροφικό έμβολο, θεωρούνται ημιτελείς. Ωστόσο, στο εγγύς μέλλονθα καταλάβουν τη θέση τους στην αυτοκινητοβιομηχανία. Ήδη σήμερα χρησιμοποιούνται στην αεροπορία και σε μεγάλα βιομηχανικά και στρατιωτικά πλοία. Πρόκειται για ένα αξιόπιστο και σχετικά ανεπιτήδευτο μοτέρ που, με σωστή συντήρηση, θα λειτουργήσει σωστά. Ταυτόχρονα, δεν είναι χωρίς προβλήματα. Για παράδειγμα, το θέμα της ψύξης και της λίπανσης είναι οξύ. Ακόμη πιο σημαντικό είναι το θέμα της οικολογίας. Απαιτείται ένα πολύπλοκο σύστημα φιλτραρίσματος για την επίτευξη περιβαλλοντικών προτύπων. Για αυτόν τον απλό λόγο, τη μαζική παραγωγή, η χρήση τέτοιων κινητήρων σε όλους τους τύπους αυτοκινήτων είναι δύσκολη και δεν είναι ακόμη δυνατή. Αλλά η βελτίωση του συστήματος επεξεργασίας καυσαερίων μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα και να οδηγήσει στο γεγονός ότι οι δίχρονοι κινητήρες θα χρησιμοποιούνται ευρέως.
