Din Enciclopedia revistei "În spatele volanului"
Pentru început, hai să trecem printr-un program educațional scurt, să ne amintim particularitățile motoarelor de ambele tipuri. Diferența principală și decisivă între motorul diesel și motorul pe benzină se află în organizarea procesului de lucru. Din cauza asta, desenele motorului sunt diferite.
1. Benzină
Să începem cu motorul pe benzină. Amestecul combustibil-aer este format în afara cilindrului, în galeria de admisie (în timp ce injecția directă este lăsată în spatele scenei). Vaporii combustibilului sunt în final amestecați cu aer la sfârșitul cursei de compresie. În camera de ardere se formează un amestec combustibil, numit omogen, cu o distribuție uniformă a combustibilului în volum. Din compresie, temperatura amestecului se ridică la 400-500 ° C (sub temperatura de autoaprindere a benzinei). Amestecul este apoi aprins de scânteia unui bujie.
Această organizare a procesului de lucru reduce semnificativ capacitățile motoarelor. În primul rând, combustibilul trebuie să aibă o evaporare ridicată la temperatura ambiantă, altfel amestecul omogen nu va fi obținut în momentul aprinderii și, prin urmare, nu va fi o combustie rapidă și completă a acestuia. Această situație îngustă face posibila listă a combustibililor alternativi. În al doilea rând, în motorul cu formarea amestecului exterior există un ciclu de comprimare a amestecului de combustibil. Acest lucru limitează foarte mult gradul posibil de comprimare (ε), și, apropo, afectează în mare măsură eficiența motorului. Creșterea gradului de comprimare nu duce la detonare. Ridicarea pragului de detonare este ajutată de un număr mare de cifre octanice de benzină, o reducere a timpului de propagare a frontului de flacără și o scădere a temperaturii încărcăturii de combustibil. În motoarele moderne, este posibil să se obțină un raport de compresie de aproximativ 11 unități și, cel mai probabil, această valoare este cea limitantă. În al treilea rând, abilitatea de aprindere și ardere a unui amestec omogen se află într-o gamă îngustă de raport aer-benzină, cu un factor de aer în exces de 0,8<λ<1,2. То есть смесь не может быть ни слишком богатой, ни слишком бедной. Это значит, что регулировать мощность можно только меняя количество поступающей в двигатель смеси, одновременно меняя подачу бензина и воздуха. Поэтому в двигаетеле и имеется дроссельная заслонка, ограничивающая подачу воздуха в двигатель. Ну а система управления дозирует топливо так, чтобы λ.всегда оставалась в заданном диапазоне.
Există o concepție greșită că un amestec omogen este dăunător motorului. De fapt, amestecarea uniformă a vaporilor de benzină cu aerul ajută la arderea mai completă a amestecului.
2. Uleiuri solare
La motorul diesel procesul de lucru este organizat diferit, iar această organizație a echilibrat deficiențele benzinei ICE. În cilindrul diesel, numai aerul este comprimat și cu o presiune ridicată, până la 30-50 bari. Din compresie, temperatura aerului scade la 700-900 оС. Dieselul este pulverizat direct în camera de combustie, în fața TDC a pistonului. Cele mai mici picături de combustibil se evaporă instantaneu, se formează un amestec combustibil-aer. Amestecul trebuie să se formeze foarte repede, cu un ordin de mărime mai rapid decât într-un motor pe benzină. Prin urmare, în camera de ardere se formează un amestec eterogen (eterogen) de aer-combustibil. Ceea ce nu îl împiedică să se auto-aprindă și să ardă în mod normal.
Se pare că procesul diesel se face fără pregătirea preliminară a amestecului de combustibil. Aceasta reduce cerințele de volatilitate și, prin urmare, gama de combustibili utilizați se extinde. În principiu, produsele petroliere ieftine se potrivesc teoretic, până la combustibil și chiar biocombustibili. Multifuelul reprezintă un avantaj serios al motorinei. La prima vedere pare surprinzător, dar motorul diesel poate funcționa și pe benzină. Cu toate acestea, în acest scop este necesar să se reducă raportul de compresie. Cel puțin unele motoare cu armament multi-combustibil pot lucra atât cu motorină, cât și cu benzină (cu aditivi speciali), cu toate acestea, în detrimentul resurselor.
Compresia aerului fără combustibil oferă un avantaj: pericolul de detonare este eliminat și, prin urmare, se elimină restricția privind raportul de comprimare. Raportul de compresie al unui motor diesel este de obicei în limita a 13<ε<25. Малые значения встречаются у дизелей с наддувом, большие — для атмосферных дизелей с разделенными камерами сгорания. Нижний предел ограничения степени сжатия дизеля задается трудностями с пуском мотора зимой, а верхний ограничивается прочностью деталей: с увеличением степени сжатия растет и предельное давление в камере сгорания.
Presiunea ridicată în camera de combustie afectează proiectarea motorului diesel - detaliile mecanismului de acționare a manivelei și a mecanismelor de distribuție a gazelor trebuie să devină mai puternice, mai grele și, prin urmare, crește inerția. În consecință, motoarele diesel pierd din acest motiv viteza și accelerația (capacitatea de a câștiga rapid ritmul). Pentru avantajele unui motor diesel am atribui un cuplu mare într-o gamă largă de rotații, care se datorează aceleiași presiuni înalte în camera de combustie. Prin urmare, tractiunea diesel si elastica.
Creșterea raportului de compresie este una din modalitățile cheie de creștere a eficienței motorului, ceea ce înseamnă că motorina este mai economică. Datorită gradului de compresie, eficiența motorului diesel este cu 10-12% mai mare decât cea a unui motor pe benzină (0,27-0,42 față de 0,22-0,3). În același timp, pentru economia de combustibil, motorina oferă cote de motoare pe benzină la 30-40%! Care este motivul acestei discrepanțe? Și totul este în calea reglementării. Amintiți-vă, într-un motor pe benzină, amestecul este întotdeauna omogen, raportul dintre combustibil și aer este constant, iar pentru a schimba puterea este necesară schimbarea cantității întregului amestec. Aceasta este reglementarea cantitativă a puterii. În cazul motorinei, cantitatea de aer introdusă în motor rămâne practic neschimbată, iar puterea este reglată prin schimbarea cantității de combustibil, adică se schimbă calitatea amestecului. Aceasta este o reglementare calitativă. Amintiți-vă că, cu coeficientul de aer în exces λ într-un motor pe benzină nu depășește 0,8<λ<1,2. А вот в дизеле оно может меняться от 1,1–1,2 в режиме максимальной нагрузки до 15–20 на холостом ходу! Потому-то в режиме холостого хода дизель потребляет до смешного мало солярки, или, как говорят водители, «работает на одном воздухе». Смесь же остается бедной во всех режимах!
Mai departe. Eficacitatea eficientă este măsurată în modul de încărcare maximă. Aici conducerea motoarelor diesel este mică. Cu toate acestea, în realitate, motorul mașinii funcționează în modul de încărcare parțială de până la 90% din timp, oferind un sfert din puterea maximă sau chiar mai puțin. Aici apar avantajele reglementării calității, adică capacitatea de a lucra la superputeri.
Cu toate acestea, eterogenitatea amestecului afectează în mod negativ conținutul de componente dăunătoare din gazele de eșapament. Există o concepție greșită că motorina este mai puțin toxică. Este posibil ca aceasta să se formeze în momentul în care au fost testate numai monoxid de carbon (CO) și hidrocarburi nearsate (SN). Acestea sunt cu adevărat scăzute în eșapamentul de la motorină (toate din același motiv - procesul are loc în condiții de aer în exces, oxidarea este mai completă). Dar lucrul la amestecurile slabe și la o temperatură mai ridicată în camera de ardere are ca rezultat aproape dublul oxidului de azot (NOx) în gazele de eșapament, fracțiunea de masă în emisia totală de componente toxice este de 30-80%! Dar ele sunt extrem de dăunătoare. Dar asta nu e tot. La arderea amestecurilor heterogene, se formează întotdeauna particule solide, în principal carbon liber (funingine convențională). Pericolul este că compușii cancerigeni - hidrocarburi aromatice policiclice - sunt adsorbite pe particule de funingine. În plus față de funingine, în particulele solide există particule de combustibil și ulei neutilizate, compuși ai sulfului și oxizi metalici adăugați la combustibil și ulei ca aditivi. Toate acestea se manifestă sub forma fumului, până la funingine. Particulele solide sunt ușor de transportat în aer și, prin urmare, pot deteriora cu ușurință sănătatea oamenilor. Cel mai neplăcut lucru este că este foarte dificil să scapi de ele. Motorul pe benzina de evacuare, în principiu, poate fi curățat arbitrar - optimizarea procesului de lucru și utilizarea convertizoarelor catalitice. Pentru a combate fumatul, limitați limita inferioară a calității amestecului λ la nivelul de 1,1-1,2. Și cu catalizatorii, motoarele diesel au probleme, doar din cauza funinginii. Este instantaneu, pentru o sută de kilometri de drum, o va dezactiva. Și un filtru eficient și economic de particule diesel este încă visul designerului.
Există o altă concepție greșită - că motorina are mai multă resursă. Se pare că este o construcție mai robustă, iar turațiile reduse contribuie într-adevăr la o uzură mai mică. Da, și motorina nu este atât de activ spălată cu ulei de pe pereții cilindrului, cum ar fi benzina. Pe de altă parte, motorul diesel are o solicitare termică ridicată a camerei de ardere și sarcini mari, în special pentru KShM. Marea resursă a dieselilor este un mit și sa format din cauza faptului că motorul diesel este instalat pe autovehicule comerciale, al căror întreg proiect este ascuțit pentru un kilometru mare, inclusiv motorul. Pentru a mări resursele, se utilizează soluții de proiectare standard și nu sunt importante, motor diesel sau benzină. Apropo, un tanc poate servi ca un exemplu de motor diesel cu resurse reduse.
Utilizarea materialelor site-ului este permisă numai cu permisiunea OOO "Izdatelstvo" Za Rulem "