עקרון הפעולה של דיזל: תכונות, יתרונות וחסרונות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מכוניות דיזל בכבישים שלנו אינן נדירות בשום פנים ואופן. במדינות מערב אירופה הם ברובם. למנועי דיזל יש מספר יתרונות על פני מנועי בנזין. אבל יחד עם זאת, יש כמה חסרונות. מהו המנוע הזה, מהו מכשיר הדיזל ועקרון הפעולה? שקול במאמר של היום שלנו.

מכשיר משותף

למנוע הזה יש מבנה זהה למנוע הבנזין. אז הנה:

• גוש צילינדר.
• Head.
• מנגנון ארכובה.

ההבדל העיקרי בין דיזל לבנזין הוא מערכת הדלק. אם בשלב האחרון אספקת הדלק מתבצעת הודות למשאבה מכנית או צוללת, אזי במנוע הדיזל משתמשים במשאבת דלק בלחץ גבוה. יש גם מזרקים, אבל אין מצתים.

יש לומר גם שהעומס על רכיבי העבודה של מנוע דיזל גבוה יותר. לכן, כל מרכיביו מחוזקים.

אנא שים לב שמנועי דיזל מודרניים עשוייםמצויד בפלאגי זוהר. יש המבלבלים אותם עם מצתים, אבל הם דברים שונים לחלוטין. ברכבי דיזל הם משמשים לחימום אוויר קר בצילינדרים. אז קל יותר להפעיל את מנוע הבעירה הפנימית בחורף.

מערכת ההזרקה עצמה במנועי דיזל מודרניים היא ישירה. במנועים ישנים יותר, ההצתה התרחשה בתא קדם מיוחד. האחרון הוא חלל קטן מעל תא הבעירה הראשי עם מספר חורים שדרכם נכנס חמצן.

תכונות

בין המאפיינים של יחידת הכוח הזו, ראוי לציין את מידת הדחיסה. הם גבוהים פי שניים מזה של מנוע בנזין. לאור זאת, למנוע הדיזל יש עיצוב בוכנה מיוחד. התחתית שלהם נקבעת לפי סוג תא הבעירה. כתר הבוכנה עצמו גבוה יותר ביחס למישור העליון של בלוק הצילינדר ב-TDC.

דבר נוסף הוא שיטת ההצתה. כפי שאמרנו קודם, אין כאן נרות רגילים. אבל איך דלק מתלקח? תערובת העבודה נדלקת על ידי הטמפרטורה הגבוהה בתא, אליה מגיעים לאחר דחיסת האוויר על ידי הבוכנה.

עקרון הפעולה של משאבת הזרקת דיזל

משאבת הלחץ הגבוה מקבלת דלק, אשר נשאב על ידי משאבת הדחיסה בלחץ נמוך מהמיכל. ברצף מסוים, משאבת ההזרקה שואבת חלק מהדלק לקו המזרק עבור כל צילינדר. חרירים אלו יכולים להיפתח רק כאשר הם חשופים ללחץ גבוה בקו. כאשר הוא נופל, החרירים נסגרים.

איך מנוע הדיזל עצמו עובד?

שקול את העיקרון של דיזלמנוע. מהות העבודה שלו נעוצה בהצתת דחיסה של הדלק בתא כאשר הוא מעורבב עם אוויר מחומם.

התערובת עצמה מסופקת בנפרד. אז, אוויר ראשון נאלץ לתוך הצילינדר. יתר על כן, הבוכנה מתחילה לנוע למעלה ובמצב TDC, דלק מוזרק דרך הזרבובית. בתהליך הדחיסה האוויר מחומם לטמפרטורות גבוהות (כ-800 מעלות צלזיוס). והדלק מסופק בלחץ של 30 MPa.

לאחר מכן, התערובת מתלקחת באופן ספונטני. זה גורם לבוכנה לנוע למטה. אז, נעשית שבץ עבודה - אנרגיה מועברת לגל הארכובה, כמו גם לגלגל התנופה. לאחר שבץ העבודה, תוצרי הבעירה יוצאים דרך חלונות היציאה בעזרת טיהור. לאחר מכן הגזים נכנסים לאטמוספירה דרך משתיק הקול. אבל במנועים מודרניים, ניתן להחזיר גזים. נשקול את עקרון הפעולה של ה-EGR על מנוע דיזל מעט מאוחר יותר.

לכן, מחזור העבודה כולל ארבעה מחזורים. אלה הם יניקה, דחיסה, שבץ ואגזוז. זה בדיוק עיקרון הפעולה של מנוע דיזל ארבע פעימות. אני חייב לומר שצריכת הדלק תלויה בנכונות הפעולה שלו. אז, במצב רגיל, משתמשים בתערובת רזה, שיכולה לחסוך משמעותית בצריכה.

זנים של משאבות

ישנם שני סוגים של משאבות הזרקה:

• Inline.
• הפצה.

הסוג הראשון כולל קטעים נפרדים. יש כמה מהםצילינדרים על המנוע. לכל חלק יש שרוול עם בוכנה נכנסת. האחרון פועל בשל גל הזיזים, המסתובב מגל הארכובה של המנוע. מקטעים מסודרים בשורה. אבל עכשיו סוג זה של משאבת הזרקה אינו בשימוש על ידי יצרנים, שכן מערכת דלק כזו אינה עומדת בדרישות לרעש וידידותיות לסביבה.

עכשיו לגבי הפצה. משאבות כאלה מייצרות הרבה יותר לחץ ועומדות בכל הדרישות המודרניות. הלחץ הנדרש נשמר בהתאם למצב הפעולה הנוכחי של מנוע הבעירה הפנימית. בתכנון של משאבה כזו יש מפיץ בוכנה אחד. הוא מבצע תנועות תרגום לאספקת דלק ותנועות סיבוביות כדי להפיץ אותו למזרקים של כל אחד מהצילינדרים.

בין היתרונות של משאבות כאלה, כדאי להדגיש מימדים כלליים קטנים, רמת רעש נמוכה, כמו גם פעולה יציבה במהירויות מנוע גבוהות. יחד עם זאת, מנוע דיזל כזה בררן לגבי איכות הדלק. כל החלקים במשאבה משומנים בדלק, והפערים קטנים באופן קריטי. הזיהום הקל ביותר מעורר פעולת מנוע לא יציבה ועלול להוביל לתיקון של ציוד דלק.

אודות מערכת הרכבת המשותפת

לפני יותר מעשור, יצרניות רכב החלו לייצר מכוניות עם מערכת ה-Common Rail. מה זה? זוהי הזרקה ישירה בלחץ גבוה. מערכת זו מספקת עלייה במומנט ובכוח, כמו גם יעילות דלק טובה.

בואו נשקול את העיקרון של המערכתהזרקת דיזל מסילה משותפת. העיקרון מבוסס על אספקת דלק לפיריים מהרמפה. הלחץ בו נשמר ללא קשר למהירות גל הארכובה. הזרקת הדלק מתבצעת על ידי מזרקים בפיקוד בקר ה-EDC. סולנואידים מגנטיים מיוחדים מובנים בו. הבקר פועל עקב אותות בקרה מיחידת הבקרה האלקטרונית.

בין המאפיינים של מערכת ההזרקה, ראוי לציין את יחידת הסוללה. הוא כולל:

• מזרקים.
• צינור הפצה.
• קו דלק.

אז, יחידת הבקרה משדרת אות לסולנואידים לפי אלגוריתם נתון. ואז הזרבובית מזריקה דלק לתא. תכנית כזו מאפשרת להגיע לדיוק גבוה בבקרת תהליך הבעירה. לגבי הלחץ, הוא יכול להגיע עד 2.5 אטמוספרות, וזה חמור מאוד. אז, הדלק נשרף ביעילות מרבית. זה מאפשר לך להגדיל את המומנט של המנוע. ובזכות המינון המדויק, צריכת הדלק מצטמצמת והרעילות של הגזים מצטמצמת.

מערכת מחזור חוזרת

מערכת זו משמשת בכל רכבי הדיזל העומדים בדרישות יורו 4. זה נקרא גם EGR. אז, מערכת זו מסירה כמות מסוימת של גזי פליטה מהסעפת שלפני הטורבינה ומעבירה אותם לתעלה שלפני סעפת היניקה.

המערכת היא שסתום מיוחד ומספר חרירים לאוורור גזים. הראשון מבצע מעקף פליטה והוא מונע חשמלי. בחלק מהמנועים, יש לשסתום EGRמפעיל פנאומטי.

שקול את עקרון הפעולה של שסתום USR במנוע דיזל. הוא מבוסס על ואקום, המיוצר על ידי משאבת ואקום מיוחדת. רמת הוואקום מווסתת על ידי שסתום סולנואיד מיוחד.

עקרון העבודה של מערכת מחזור הדיזל הוא פשוט. אז, יחידת הבקרה האלקטרונית מקבלת נתונים מחיישנים ומעריכה את המצב לגבי פעולת מנוע הבעירה הפנימית בכל המצבים. לאחר מכן, השסתום נפתח או סגור כדי לספק גזי פליטה לסעפת. זה מוביל לירידה בריכוז החמצן ולירידה בקצב הבעירה של התערובת בתא. כתוצאה מכך, טמפרטורת הבעירה יורדת והיווצרות תחמוצות מזיקות פוחתת. לכן, המערכת מאפשרת להפחית את הרעילות של גזים גם כאשר מנוע הבעירה הפנימית פועל על תערובת רזה.

יתרונות של דיזל

בואו נשקול את היתרונות של המנועים האלה. היתרון הראשון והחשוב ביותר הוא חסכון. מכיוון שלמנוע דיזל יש עיקרון פעולה מעט שונה (הוא פועל על תערובת רזה), מנוע בעירה פנימית יכול לצרוך פי אחד וחצי פחות דלק מבנזין, באותו נפח.

במקביל, המנוע מייצר מומנט טוב, שחשוב בזמן האצה. יתרון נוסף הוא שמדף המומנט רחב למדי. משיכה זמינה ממש ממצב סרק. בנזין לפעמים צריך להסתובב עד חמשת אלפים.

חסרונות של דיזל

מאחר ועקרון הפעולה של מנוע דיזל מבוסס על הצתה עצמית של התערובת, קשה להתניע מנועים כאלה במזג אוויר קר. כן,בשביל זה הם הגיעו עם אטמי זוהר מיוחדים. אבל שוב, לא לכל המנועים יש אותם, ולפעמים יש בעיות איתם.

אחד החסרונות הגדולים ביותר הוא עלות התחזוקה. החלק היקר ביותר הוא ציוד הדלק. אם הוא הופך לבלתי שמיש, כדאי להתכונן להשקעה רצינית. קשה מאוד לתקן מזרקים או משאבת דלק לבד. זה דורש מיומנויות וציוד מיוחד.

בין יתר החסרונות, ראוי לציין את הרעש המוגבר. לא משנה כמה מתקדם טכנולוגית מנוע דיזל, הוא עדיין יעבוד חזק יותר מבנזין. זו אחת הסיבות העיקריות לכך שיצרני רכב לא עברו למנועי דיזל כל כך הרבה זמן.

חיסרון נוסף הוא הדרישות הגבוהות לדלק ולחומרים מתכלים. אם אנחנו מדברים על מנועי דיזל מודרניים, שבהם משאבת הדלק בלחץ גבוה משומנת על ידי הדלק עצמו, האיכות שלה צריכה להיות ברמה. אותו דבר לגבי שמנים. מומלץ למלא רק חומרים סינתטיים, ולהחליף כל 10 אלף קילומטרים.

סיכום

אז, גילינו לאיזה מנוע דיזל יש את עקרון הפעולה ומהן התכונות שלו. כפי שאתה יכול לראות, עם היתרונות שלו, מנוע זה אינו חף ממספר חסרונות. אבל האם כדאי לקנות רכב דיזל במקום בנזין? כפי שמראה בפועל, הרכישה מוצדקת, בהתחשב בכך שהוצאות רבות מקוזזות על ידי צריכת דלק זעומה.