محركات الديزل: ملامح العمل
محتوى
تحت الغطاء ، ستحتوي السيارة الحديثة على واحد من ثلاثة أنواع من وحدات الطاقة. إنه محرك بنزين أو كهربائي أو ديزل. لقد ناقشنا بالفعل مبدأ التشغيل وجهاز المحرك الذي يعمل بالبنزين. في مقال آخر.
سنركز الآن على ميزات محرك الديزل: ما الأجزاء التي يتكون منها ، وكيف يختلف عن نظير البنزين ، وننظر أيضًا في ميزات بدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي هذا وتشغيله في ظروف مختلفة.
ما هو محرك سيارة ديزل
أولا ، نظرية صغيرة. محرك الديزل هو نوع من وحدات طاقة المكبس التي تشبه محرك البنزين. كما أن بودوفا الخاص به لن يختلف عمليا.
ستتكون بشكل أساسي من:
- حاجز الاسطوانة. هذا هو جسم الوحدة. فيه الثقوب والفجوات اللازمة لعمله. يحتوي الجدار الخارجي على سترة تبريد (تجويف مملوء بالسائل في المحرك المجمع لتبريد الهيكل). في الجزء المركزي ، يتم عمل الفتحات الرئيسية ، والتي تسمى الأسطوانات. يحرقون الوقود. أيضًا ، يوفر تصميم الكتلة ثقوبًا للاتصال بمساعدة دبابيس الكتلة نفسها ورأسها ، حيث توجد آلية توزيع الغاز.
- المكابس مع قضبان التوصيل. هذه العناصر متطابقة في التصميم مع تلك الخاصة بمحرك البنزين. والفرق الوحيد هو أن المكبس وقضيب التوصيل مصنوعان بشكل أكثر متانة لتحمل الأحمال الميكانيكية العالية.
- العمود المرفقي. محرك الديزل مزود بعمود مرفقي له تصميم مشابه لمحرك الاحتراق الداخلي الذي يعمل بالبنزين. يتمثل الاختلاف الوحيد في تصميم هذا الجزء الذي تستخدمه الشركة المصنعة لتعديل معين للمحرك.
- موازنة رمح. غالبًا ما تستخدم المولدات الكهربائية الصغيرة محرك ديزل أحادي الأسطوانة. يعمل على مبدأ الدفع والسحب. نظرًا لأنه يحتوي على مكبس واحد ، فإنه يخلق اهتزازًا قويًا عند حرق HTS. لكي يعمل المحرك بسلاسة ، يتم تضمين عمود موازنة في جهاز وحدة الأسطوانة المفردة ، والذي يعوض عن الارتفاع المفاجئ في الطاقة الميكانيكية.
اليوم ، تكتسب سيارات الديزل شعبية بسبب إدخال التقنيات المبتكرة التي تسمح للمركبات بتلبية المعايير البيئية واحتياجات سائقي السيارات المتطورة. إذا تم استلام وحدة الديزل في وقت سابق عن طريق نقل البضائع ، فإن سيارة الركاب اليوم غالبًا ما تكون مجهزة بمثل هذا المحرك.
تشير التقديرات إلى أن سيارة واحدة تقريبًا من كل XNUMX سيارة تُباع في الولايات المتحدة ستعمل على زيت الوقود الثقيل. أما بالنسبة لأوروبا ، فإن محركات الديزل تحظى بشعبية أكبر في هذا السوق. ما يقرب من نصف السيارات المباعة تحت غطاء المحرك لديها هذا النوع من المحركات.
لا تزود البنزين بالوقود في محرك ديزل. تعتمد على وقودها الخاص. وقود الديزل هو سائل زيتي قابل للاشتعال ، يشبه تكوينه الكيروسين وزيت التدفئة. مقارنة بالبنزين ، يحتوي هذا الوقود على رقم أوكتان أقل (ماهية هذه المعلمة موصوفة بالتفصيل في مراجعة أخرى) ، لذلك يحدث اشتعاله وفقًا لمبدأ مختلف يختلف عن احتراق البنزين.
يتم تحسين الوحدات الحديثة بحيث تستهلك وقودًا أقل ، وتنتج ضوضاء أقل أثناء التشغيل ، وتحتوي غازات العادم على مواد أقل ضررًا ، وتكون العملية بسيطة قدر الإمكان. لهذا ، يتم التحكم في معظم الأنظمة عن طريق الإلكترونيات ، وليس بواسطة آليات مختلفة.
من أجل أن تلبي المركبات الخفيفة المزودة بمحرك ديزل معايير بيئية عالية ، فهي مزودة بأنظمة إضافية تضمن احتراقًا أفضل لمزيج الوقود والهواء واستخدام كل الطاقة المنبعثة خلال هذه العملية.
يتلقى أحدث جيل من بعض موديلات السيارات ما يسمى بالديزل النظيف. يصف هذا المفهوم المركبات التي تكون فيها غازات العادم متطابقة تقريبًا مع منتجات احتراق البنزين.
قائمة هذه الأنظمة تشمل:
- نظام المدخول. اعتمادًا على تصميم الوحدة ، يمكن أن تتكون من عدة لوحات سحب. الغرض منها هو ضمان إمداد الهواء وتشكيل الدوامة الصحيحة للتدفق ، مما يجعل من الممكن خلط وقود الديزل بالهواء بشكل أفضل في أوضاع مختلفة من تشغيل محرك الاحتراق الداخلي. عندما يبدأ المحرك ويعمل في دورات منخفضة ، سيتم إغلاق هذه المخمدات. بمجرد زيادة الدورات ، تفتح هذه العناصر. تتيح لك هذه الآلية تقليل محتوى أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات التي لم يكن لديها وقت للاحتراق ، والذي يحدث غالبًا بسرعات منخفضة.
- نظام تعزيز الطاقة. من أكثر الطرق فعالية لزيادة قوة محرك الاحتراق الداخلي تركيب شاحن توربيني على قناة السحب. في بعض نماذج النقل الحديث ، يتم تثبيت توربين يمكنه تغيير هندسة المسار الداخلي. يوجد أيضًا نظام مركب توربو موصوف هنا.
- إطلاق نظام التحسين. بالمقارنة مع نظير البنزين ، فإن هذه المحركات أكثر تقلبًا لظروف التشغيل. على سبيل المثال ، يبدأ محرك الاحتراق الداخلي البارد في التدهور في الشتاء ، والتعديلات القديمة في الصقيع الشديد لا تبدأ بدون تدفئة أولية على الإطلاق. لجعل البدء في مثل هذه الظروف ممكنًا أو في أسرع وقت ممكن ، تتلقى السيارة تدفئة مسبقة التشغيل. لهذا الغرض ، يتم تثبيت قابس توهج في كل أسطوانة (أو في مشعب السحب) ، والذي يسخن الحجم الداخلي للهواء ، ونتيجة لذلك تصل درجة حرارته أثناء الانضغاط إلى المؤشر الذي يمكن أن يشتعل عنده وقود الديزل من تلقاء نفسه. قد تحتوي بعض المركبات على نظام يقوم بتسخين الوقود قبل دخوله في الأسطوانات.
- نظام العادم. إنه مصمم لتقليل كمية الملوثات في العادم. على سبيل المثال ، يمر تدفق العادم مرشح الجسيماتالذي يحيد الهيدروكربونات غير المحترقة وأكاسيد النيتروجين. يحدث كاتم غاز العادم في الرنان وكاتم الصوت الرئيسي ، ولكن في المحركات الحديثة ، يكون تدفق غاز العادم منتظمًا بالفعل من البداية ، لذلك يشتري بعض سائقي السيارات عادمًا نشطًا للسيارات (يخبرنا التقرير الموجود على الجهاز هنا)
- نظام توزيع الغاز. هناك حاجة لنفس الغرض كما في إصدار البنزين. عندما يقوم المكبس بعمل الشوط المناسب ، يجب فتح / إغلاق صمام المدخل أو المخرج في الوقت المناسب. يشتمل جهاز التوقيت على عمود كامات وأجزاء مهمة أخرى توفره تنفيذ المراحل في المحرك في الوقت المناسب (المدخول أو العادم). يتم تعزيز الصمامات في محرك الديزل ، نظرًا لزيادة الحمل الميكانيكي والحراري.
- إعادة تدوير غاز العادم. يوفر هذا النظام إزالة كاملة لأكسيد النيتروجين عن طريق تبريد بعض غازات العادم وإعادتها إلى مجمع السحب. قد يختلف تشغيل هذا الجهاز حسب تصميم الوحدة.
- نظام الوقود. اعتمادًا على تصميم محرك الاحتراق الداخلي ، قد يختلف هذا النظام قليلاً. العنصر الرئيسي هو مضخة الوقود ذات الضغط العالي ، والتي توفر زيادة في ضغط الوقود بحيث يكون الحاقن ، عند الضغط العالي ، قادرًا على حقن وقود الديزل في الأسطوانة. يعد CommonRail أحد أحدث التطورات في أنظمة وقود الديزل. بعد ذلك بقليل ، سوف نلقي نظرة فاحصة على هيكلها. تكمن خصوصيته في أنه يسمح لك بتجميع كمية معينة من الوقود في خزان خاص لتوزيعه المستقر والسلس على الفتحات. يسمح لك نوع التحكم الإلكتروني باستخدام أوضاع حقن مختلفة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة عند سرعات مختلفة للمحرك.
- شاحن توربيني. في المحرك القياسي ، يتم تثبيت آلية خاصة على مشعب العادم مع شفرات دوارة تقع في تجويفين مختلفين. الدافع الرئيسي مدفوع بتيار غاز العادم. يقوم عمود الدوران بتنشيط المكره الثاني في وقت واحد ، والذي ينتمي إلى قناة السحب. عندما يدور العنصر الثاني ، يزداد ضغط الهواء النقي في نظام السحب. نتيجة لذلك ، يدخل حجم أكبر إلى الأسطوانة ، مما يزيد من قوة محرك الاحتراق الداخلي. بدلاً من التوربينات الكلاسيكية ، يتم تثبيت شاحن توربيني في بعض السيارات ، والتي تعمل بالفعل بالإلكترونيات وتسمح بزيادة تدفق الهواء ، بغض النظر عن سرعة الوحدة.
من الناحية الفنية ، يختلف محرك الديزل عن وحدة البنزين في طريقة احتراق خليط وقود الهواء. في حالة محرك البنزين القياسي ، غالبًا ما يتم خلط الوقود في مشعب السحب (بعض التعديلات الحديثة لها حقن مباشر). تعمل محركات الديزل حصريًا عن طريق رش وقود الديزل مباشرة في الأسطوانات. لمنع BTS من الاشتعال قبل الأوان أثناء الضغط ، يجب خلطها في الوقت الذي يكون فيه المكبس جاهزًا لبدء أداء شوط العمل.
جهاز نظام الوقود
يتلخص عمل نظام الوقود في توفير الجزء المطلوب من وقود الديزل في الوقت المناسب. في هذه الحالة ، يجب أن يتجاوز الضغط في الفوهة نسبة الضغط بشكل كبير. نسبة ضغط محرك الديزل أعلى بكثير من وحدة البنزين.
بالإضافة إلى ذلك ، نقترح القراءة عنه ما هي نسبة الضغط والضغط... يعتبر نظام تزويد الوقود هذا ، وخاصة في تصميمه الحديث ، من أغلى العناصر في الماكينة ، لأن أجزائه تضمن دقة عالية للوحدة. إصلاح هذا النظام صعب ومكلف للغاية.
هذه هي العناصر الرئيسية لنظام الوقود.
TNVD
يجب أن يحتوي أي نظام وقود على مضخة. تمتص هذه الآلية وقود الديزل من الخزان وتضخه في دائرة الوقود. لجعل السيارة اقتصادية من حيث استهلاك الوقود ، يتم التحكم في الإمداد بها إلكترونيًا. تتفاعل وحدة التحكم مع الضغط على دواسة الوقود ووضع تشغيل المحرك.
عندما يضغط السائق على دواسة الوقود ، تحدد وحدة التحكم بشكل مستقل إلى أي مدى يلزم زيادة حجم الوقود ، وتغيير وقت السحب. للقيام بذلك ، يتم وضع قائمة كبيرة من الخوارزميات في وحدة التحكم الإلكترونية في المصنع ، والتي تعمل على تنشيط الآليات اللازمة في كل حالة.
تخلق مضخة الوقود ضغطًا ثابتًا في النظام. تعتمد هذه الآلية على زوج مكبس. يتم وصف تفاصيل ما هو وكيف يعمل على حدة... في أنظمة الوقود الحديثة ، يتم استخدام نوع توزيع للمضخات. إنها مدمجة الحجم ، وفي هذه الحالة ، سوف يتدفق الوقود بشكل متساوٍ ، بغض النظر عن وضع تشغيل الوحدة. يمكنك قراءة المزيد عن عمل هذه الآلية. هنا.
فوهات
يسمح هذا الجزء بتفريغ الوقود مباشرة في الأسطوانة عندما يكون الهواء مضغوطًا فيه بالفعل. على الرغم من أن كفاءة هذه العملية تعتمد بشكل مباشر على ضغط الوقود ، إلا أن تصميم المرذاذ نفسه له أهمية كبيرة.
من بين جميع تعديلات الفوهات ، هناك نوعان رئيسيان. وهي تختلف في نوع الشعلة التي يتم توليدها أثناء الرش. يوجد نوع أو مرذاذ متعدد النقاط.
يتم تثبيت هذا الجزء في رأس الأسطوانة ، ويوجد مرذاذها داخل الحجرة ، حيث يتم خلط الوقود بالهواء الساخن ويشتعل تلقائيًا. بالنظر إلى الأحمال الحرارية العالية ، وكذلك تواتر الحركات الترددية للإبرة ، يتم استخدام مادة مقاومة للحرارة لتصنيع رذاذ الفوهة.
فلتر الوقود
نظرًا لأن تصميم مضخة الوقود والحاقنات ذات الضغط العالي تحتوي على العديد من الأجزاء مع الحد الأدنى من الخلوص ، ويجب أن تكون هي نفسها مشحمة جيدًا ، يتم فرض متطلبات عالية على جودة (نقاء) وقود الديزل. لهذا السبب ، يحتوي النظام على فلاتر باهظة الثمن.
يحتوي كل نوع من المحركات على فلتر وقود خاص به ، نظرًا لأن جميع الأنواع لها إنتاجيتها ودرجة ترشيحها. بالإضافة إلى إزالة الجزيئات الغريبة ، يجب على هذا العنصر أيضًا تنظيف الوقود من الماء. هذا هو التكثيف الذي يتكون في الخزان ويختلط مع المواد القابلة للاحتراق.
لمنع تراكم الماء في الحوض ، غالبًا ما توجد فتحة تصريف في الفلتر. في بعض الأحيان يمكن أن يتشكل قفل هوائي في خط الوقود. لإزالته ، تحتوي بعض طرز المرشحات على مضخة يدوية صغيرة.
في بعض طرازات السيارات ، يتم تثبيت جهاز خاص يسمح لك بتسخين وقود الديزل. خلال فصل الشتاء ، غالبًا ما يتبلور هذا النوع من الوقود ، مكونًا جزيئات البارافين. سيعتمد على هذا ما إذا كان المرشح يمكنه تمرير الوقود بشكل كافٍ إلى المضخة ، مما يوفر بداية سهلة لمحرك الاحتراق الداخلي في البرد.
كيف يعمل
يعتمد تشغيل محرك الاحتراق الداخلي للديزل على نفس مبدأ توسع احتراق خليط الهواء والوقود في الغرفة كما هو الحال في وحدة البنزين. والفرق الوحيد هو أن الخليط لا يشتعل بواسطة شرارة من شمعة احتراق (محرك الديزل لا يحتوي على شمعات إشعال على الإطلاق) ، ولكن عن طريق رش جزء من الوقود في وسط ساخن بسبب الضغط القوي. يقوم المكبس بضغط الهواء بقوة لدرجة أن التجويف يسخن حتى حوالي 700 درجة. بمجرد أن تقوم الفوهة برش الوقود ، فإنها تشتعل وتطلق الطاقة المطلوبة.
مثل وحدات البنزين ، تتميز محركات الديزل أيضًا بنوعين رئيسيين من ثنائي الأشواط وأربع أشواط. دعونا نفكر في هيكلها ومبدأ عملها.
دورة رباعية الأشواط
وحدة السيارات رباعية الأشواط هي الأكثر شيوعًا. هذا هو التسلسل الذي ستعمل فيه هذه الوحدة:
- مدخل. عندما يدور العمود المرفقي (عندما يبدأ المحرك ، يحدث هذا بسبب تشغيل المحرك ، وعندما يعمل المحرك ، يقوم المكبس بتنفيذ هذه السكتة الدماغية بسبب عمل الأسطوانات المجاورة) ، يبدأ المكبس في التحرك لأسفل. في هذه اللحظة ، يفتح صمام المدخل (يمكن أن يكون واحدًا أو اثنين). يدخل جزء جديد من الهواء إلى الأسطوانة من خلال الفتحة المفتوحة. حتى يصل المكبس إلى المركز الميت السفلي ، يظل صمام السحب مفتوحًا. هذا يكمل المقياس الأول.
- ضغط. مع مزيد من الدوران للعمود المرفقي 180 درجة ، يبدأ المكبس في التحرك لأعلى. في هذه المرحلة ، يتم إغلاق جميع الصمامات. يتم ضغط كل الهواء الموجود في الاسطوانة. لمنعه من الوصول إلى مساحة المكبس الفرعي ، يحتوي كل مكبس على عدة حلقات O (بالتفصيل حول أجهزتهم موصوفة هنا). عندما ننتقل إلى أعلى مركز ميت ، بسبب الضغط المتزايد بشكل حاد ، ترتفع درجة حرارة الهواء إلى عدة مئات من الدرجات. تنتهي الشوط عندما يكون المكبس في أعلى موضع.
- عمل السكتة الدماغية. عندما يتم إغلاق الصمامات ، يقوم الحاقن بتوصيل جزء صغير من الوقود ، والذي يشتعل على الفور بسبب ارتفاع درجة الحرارة. هناك أنظمة وقود تقسم هذا الجزء الصغير إلى عدة أجزاء أصغر. يمكن للإلكترونيات تنشيط هذه العملية (إذا تم توفيرها من قبل الشركة المصنعة) من أجل زيادة كفاءة محرك الاحتراق الداخلي في أوضاع التشغيل المختلفة. مع تمدد الغازات ، يتم دفع المكبس إلى المركز الميت السفلي. عند الوصول إلى BDC ، تنتهي الدورة.
- إطلاق سراح. يؤدي آخر منعطف للعمود المرفقي إلى رفع المكبس مرة أخرى. في هذه اللحظة ، فإن صمام العادم مفتوح بالفعل. من خلال الفتحة ، يتم إزالة تيار الغاز إلى مجمع العادم ، ومن خلاله إلى نظام العادم. في بعض أوضاع تشغيل المحرك ، قد يفتح صمام السحب أيضًا قليلاً لتحسين تهوية الأسطوانة.
في دورة واحدة للعمود المرفقي ، يتم تنفيذ شريطين في اسطوانة واحدة. يعمل أي محرك مكبس وفقًا لهذا المخطط ، بغض النظر عن نوع الوقود.
دورة ثنائية الأشواط
بالإضافة إلى السكتات الدماغية الأربعة ، هناك أيضًا تعديلات ثنائية الشوط. وهي تختلف عن الإصدار السابق في أن السكتات الدماغية يتم إجراؤها في ضربة مكبس واحدة. يعمل هذا التعديل بسبب ميزات تصميم كتلة الأسطوانة ثنائية الأشواط.
فيما يلي رسم مقطعي لمحرك ثنائي الأشواط:
كما يتضح من الشكل ، عندما يتحرك المكبس ، بعد اشتعال خليط الهواء والوقود ، إلى المركز الميت السفلي ، فإنه يفتح أولاً المخرج ، حيث تذهب غازات العادم. بعد ذلك بقليل ، يتم فتح المدخل ، بحيث تمتلئ الغرفة بالهواء النقي ، ويتم تطهير الأسطوانة. نظرًا لأن وقود الديزل يتم رشه في الهواء المضغوط ، فلن يدخل إلى نظام العادم أثناء تطهير التجويف.
مقارنةً بالتعديل السابق ، فإن قوة الضربتين أعلى بمقدار 1.5-1.7 مرة. ومع ذلك ، فإن النظير رباعي الأشواط قد زاد من عزم الدوران. على الرغم من القوة العالية ، إلا أن محرك الاحتراق الداخلي ثنائي الأشواط له عيب كبير. ضبطه له تأثير أقل مقارنة بوحدة رباعية الأشواط. لهذا السبب ، فهي أقل شيوعًا في السيارات الحديثة. يعتبر إجبار هذا النوع من المحركات عن طريق زيادة سرعة العمود المرفقي عملية معقدة وغير فعالة إلى حد ما.
من بين محركات الديزل ، هناك العديد من الخيارات الفعالة التي تستخدم في أنواع مختلفة من المركبات. أحد المحركات الحديثة ثنائية الأشواط هو محرك هوفباور. يمكنك أن تقرأ عنه على حدة.
أنواع محركات الديزل
بالإضافة إلى ميزات استخدام الأنظمة الثانوية ، فإن محركات الديزل لها اختلافات هيكلية. في الأساس ، لوحظ هذا الاختلاف في هيكل غرفة الاحتراق. فيما يلي تصنيفهم الرئيسي وفقًا لهندسة هذا القسم:
- كاميرا غير مجزأة. اسم آخر لهذه الفئة هو الحقن المباشر. في هذه الحالة ، يتم رش وقود الديزل في الفضاء فوق المكبس. تتطلب هذه المحركات مكابس خاصة. يتم عمل حفر خاصة فيها ، والتي تشكل غرفة الاحتراق. عادةً ما يتم استخدام هذا التعديل في الوحدات ذات حجم العمل الكبير (كيف يتم حسابه ، اقرأ على حدة) ، والتي لا تتطور فيها معدلات دوران عالية. كلما زاد عدد الدورات في الدقيقة ، زاد مستوى الضوضاء والاهتزاز للمحرك. يتم ضمان تشغيل أكثر استقرارًا لهذه الوحدات من خلال استخدام مضخات الحقن التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا. هذه الأنظمة قادرة على توفير حقن مزدوج للوقود ، بالإضافة إلى تحسين عملية احتراق VTS. بفضل استخدام هذه التقنية ، تتمتع هذه المحركات بتشغيل مستقر يصل إلى 4.5 ألف دورة.
- غرفة منفصلة. تُستخدم هندسة غرفة الاحتراق هذه في معظم مجموعات نقل الحركة الحديثة. غرفة منفصلة مصنوعة في رأس الاسطوانة. له هندسة خاصة تشكل دوامة أثناء ضغط الضغط. هذا يسمح للوقود بالاختلاط بكفاءة أكبر مع الهواء وحرقه بشكل أفضل. في هذا التصميم ، يعمل المحرك بشكل أكثر سلاسة وأقل ضوضاء ، حيث يتراكم الضغط في الأسطوانة بسلاسة ، دون حدوث اهتزازات مفاجئة.
كيف هو الإطلاق
يستحق البدء البارد لهذا النوع من المحركات اهتمامًا خاصًا. نظرًا لأن الجسم والهواء الداخل إلى الأسطوانة باردان ، فعندما يتم ضغط الجزء ، لا يمكن تسخينه بشكل كافٍ ليشتعل وقود الديزل. في السابق ، في الطقس البارد ، قاتلوا مع موقد اللحام - قاموا بتسخين المحرك نفسه وخزان الوقود بحيث كان وقود الديزل والزيت أكثر دفئًا.
أيضا ، في البرد ، وقود الديزل يثخن. طور مصنعو هذا النوع من الوقود درجة الصيف والشتاء. في الحالة الأولى ، يتوقف ضخ وقود الديزل عبر المرشح وعبر خط الأنابيب عند درجة حرارة -5 درجات. الديزل الشتوي لا يفقد سيوله ولا يتبلور عند -45 درجة. لذلك عند استخدام الوقود والزيت المناسبين للموسم لن تكون هناك مشاكل في بدء تشغيل سيارة حديثة.
في السيارة الحديثة ، توجد أنظمة تدفئة مسبقة. أحد عناصر هذا النظام هو قابس التوهج ، والذي غالبًا ما يتم تثبيته في رأس الأسطوانة في منطقة رش الوقود. التفاصيل حول هذا الجهاز موصوفة هنا... باختصار ، إنه يوفر توهجًا سريعًا لإعداد ICE للإطلاق.
اعتمادًا على طراز الشمعة ، يمكنها تسخين ما يقرب من 800 درجة. تستغرق هذه العملية عادةً بضع ثوانٍ. عندما يسخن المحرك بدرجة كافية ، يبدأ المؤشر الحلزوني على لوحة العدادات في الوميض. للحفاظ على تشغيل المحرك بثبات حتى يصل إلى درجة حرارة التشغيل ، تستمر هذه الشموع في تسخين الهواء الداخل لمدة 20 ثانية تقريبًا.
إذا كانت السيارة مزودة بزر تشغيل المحرك ، فلن يحتاج السائق إلى التنقل في المؤشرات ، في انتظار وقت تشغيل المحرك. بعد الضغط على الزر ، ستنتظر الأجهزة الإلكترونية بشكل مستقل الوقت اللازم لتسخين الهواء في الأسطوانات.
فيما يتعلق بالتسخين الداخلي للسيارة ، يلاحظ العديد من سائقي السيارات أنه في الشتاء يسخن بشكل أبطأ من نظيره الذي يعمل بالبنزين. والسبب هو أن كفاءة الوحدة لا تسمح لها بتسخين نفسها بسرعة. بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في ركوب سيارة دافئة بالفعل ، هناك أنظمة لبدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي عن بُعد.
خيار آخر هو نظام التسخين المسبق الداخلي ، حيث تستخدم المعدات وقود الديزل حصريًا لتدفئة الداخل. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يسخن المبرد ، مما سيساعد في المستقبل عندما يسخن محرك الاحتراق الداخلي.
الشحن التوربيني والسكك الحديدية المشتركة
المشكلة الرئيسية في المحركات التقليدية هي ما يسمى بحفرة التوربو. هذا هو تأثير الاستجابة البطيئة للوحدة للضغط على الدواسة - يضغط السائق على الغاز ، ويبدو أن محرك الاحتراق الداخلي يفكر لفترة من الوقت. هذا يرجع إلى حقيقة أن تدفق غازات العادم فقط عند سرعات معينة للمحرك ينشط دافع التوربينات القياسية.
تستقبل وحدة الديزل التوربينية شاحن توربيني بدلاً من التوربين القياسي. التفاصيل حول هذه الآلية موصوفة في الآخرينуالمقال الثاني، ولكن باختصار ، فإنها توفر حجمًا إضافيًا من الهواء للأسطوانات ، وبفضل ذلك يمكن إزالة الطاقة اللائقة بالفعل عند الدورات المنخفضة.
ومع ذلك ، فإن توربوديزل له أيضًا عيب كبير. يتمتع ضاغط المحرك بعمر تشغيلي صغير. في المتوسط ، تبلغ هذه الفترة حوالي 150 ألف كيلومتر من الأميال المقطوعة بالسيارة. والسبب هو أن هذه الآلية تعمل باستمرار في ظل ظروف الإجهاد الحراري المتزايد ، وكذلك بسرعات عالية باستمرار.
صيانة هذا الجهاز هي فقط لمالك الماكينة للالتزام المستمر بتوصيات الشركة المصنعة فيما يتعلق بجودة الزيت. في حالة فشل الشاحن التوربيني ، يجب استبداله بدلاً من إصلاحه.
تم تجهيز العديد من السيارات الحديثة بنظام وقود السكك الحديدية المشتركة. موصوفة بالتفصيل على حدة... إذا كان من الممكن اختيار مثل هذا التعديل للسيارة ، فإن النظام يسمح لك بتحسين إمداد الوقود في الوضع النبضي ، مما له تأثير إيجابي على كفاءة محرك الاحتراق الداخلي.
هذه هي الطريقة التي يعمل بها هذا النوع من أنظمة وقود البطاريات:
- 20 درجة قبل أن يصل المكبس إلى TDC ، يرش الحاقن من 5 إلى 30 بالمائة من الجزء الرئيسي من الوقود. هذا هو حقنة مسبقة. إنها تشكل لهبًا أوليًا ، مما يؤدي إلى زيادة الضغط ودرجة الحرارة في الأسطوانة بسلاسة. تقلل هذه العملية من أحمال الصدمات على مكونات الوحدة وتضمن احتراقًا أفضل للوقود. يستخدم هذا الحقن المسبق في المحركات التي يتوافق أداؤها البيئي مع معيار Euro-3. بدءًا من المعيار الرابع ، يتم إجراء حقن مسبق متعدد المراحل في محرك الاحتراق الداخلي.
- 2 درجة قبل موضع TDC للمكبس ، يتم توفير الجزء الأول من الجزء الرئيسي من الوقود. تتم هذه العملية بنفس الطريقة المتبعة في محرك الديزل التقليدي بدون سكة وقود ، ولكن بدون زيادة في الضغط ، نظرًا لأنه في هذه المرحلة يكون مرتفعًا بالفعل بسبب احتراق جزء أولي من وقود الديزل. ستعمل هذه الدائرة على تقليل ضوضاء المحرك.
- يتم إيقاف إمداد الوقود لفترة من الوقت حتى يتم حرق هذا الجزء تمامًا.
- بعد ذلك ، يتم رش الجزء الثاني من جزء الوقود. بسبب هذا الفصل ، يتم حرق الجزء بأكمله حتى النهاية. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل الأسطوانة لفترة أطول مما كانت عليه في الوحدة الكلاسيكية. ينتج عن هذا عزم دوران مرتفع بأقل استهلاك وانبعاثات منخفضة. كذلك لا تحدث صدمات في محرك الاحتراق الداخلي بحيث لا تحدث الكثير من الضوضاء.
- قبل فتح صمام المخرج ، يقوم الحاقن بالحقن اللاحق. هذا هو باقي الوقود. إنه مشتعل بالفعل في قناة العادم. من ناحية ، تزيل طريقة الاحتراق هذه السخام من داخل نظام العادم ، ومن ناحية أخرى ، تزيد من قوة الشاحن التوربيني ، مما يسمح بتخفيف التأخر التوربيني. يتم استخدام مرحلة مماثلة على الوحدات التي تتوافق مع المعيار البيئي Euro-5.
كما ترون ، فإن تركيب نظام تخزين الوقود يسمح بإمداد وقود متعدد النبضات. بفضل هذا ، تم تحسين كل خصائص محرك الديزل تقريبًا ، مما يجعل من الممكن تقريب قوته من قوة وحدة البنزين. وإذا تم تركيب شاحن توربيني في السيارة ، فإن هذه الأداة جعلت من الممكن ابتكار محرك أفضل من البنزين.
تتيح هذه الميزة للمحرك التوربيني الحديث زيادة شعبية سيارات الركاب التي تعمل بالديزل. بالمناسبة ، إذا تحدثنا عن أسرع السيارات المزودة بوحدة ديزل ، ففي عام 2006 في صحراء بونفيل الملحية ، تم كسر رقم قياسي في السرعة في نموذج JCB Dieselmax الأولي. تسارعت هذه السيارة إلى 563 كيلومترًا في الساعة. تم تجهيز محطة توليد الكهرباء في السيارة بقضيب وقود Common-Rail.
مزايا وعيوب استخدام محركات الديزل
إذا اخترت الوقود والزيت المناسبين ، فستبدأ الوحدة في العمل بثبات ، بغض النظر عن الظروف الجوية. يمكنك التحقق من السوائل التي يجب استخدامها في هذه الحالة ، من توصيات الشركة المصنعة.
تختلف وحدة طاقة الوقود الصلب عن نظيرتها التي تعمل بالبنزين بكفاءة عالية. يصبح كل طراز جديد أقل ضوضاء (وستكون الأصوات مكتومة ليس بسبب نظام العادم بقدر ما هي بسبب ميزات المحرك نفسه) ، وأكثر قوة وفعالية. هذه هي مزايا محرك الديزل:
- اقتصادية. مقارنة بمحرك البنزين التقليدي ، فإن أي محرك ديزل حديث بحجم مماثل سيستهلك وقودًا أقل. تفسر كفاءة الوحدة بخصوصية احتراق خليط الهواء والوقود ، خاصة إذا كان نظام الوقود من النوع المركب (السكك الحديدية المشتركة). في عام 2008 ، جرت منافسة اقتصادية بين BMW5 و Toyota Prius (سيارة هجينة تشتهر باقتصادها ولكنها تعمل بالبنزين). على مسافة لندن وجنيف ، أمضت سيارة BMW ، التي يزيد وزنها عن 200 كيلوغرام ، ما يقرب من 17 كيلومترًا لكل لتر من الوقود ، ومتوسط 16 كيلومترًا في السيارة الهجينة. اتضح أنه على مسافة 985 كيلومترًا ، أنفقت سيارة تعمل بالديزل حوالي 58 لترًا ، والسيارة الهجينة - ما يقرب من 62 لترًا. علاوة على ذلك ، إذا كنت تعتقد أن السيارة الهجينة قادرة على توفير المال اللائق مقارنة بسيارة تعمل بالبنزين البحت. نضيف إلى هذا فرقًا بسيطًا في تكلفة هذه الأنواع من الوقود ، ونحصل على مبلغ إضافي لقطع الغيار الجديدة أو صيانة السيارة.
- عزم دوران مرتفع. نظرًا لخصائص حقن BTC واحتراقها ، حتى عند السرعات المنخفضة ، يوضح المحرك القوة الكافية لتحريك السيارة. على الرغم من أن العديد من السيارات الحديثة مجهزة بنظام التحكم في الثبات وأنظمة أخرى تعمل على استقرار تشغيل السيارة ، إلا أن محرك الديزل يسمح للسائق بتغيير السرعات دون رفعها إلى دورات أعلى. هذا يجعل القيادة أسهل.
- توفر محركات الاحتراق الداخلي للديزل الحديثة الحد الأدنى من انبعاثات أول أكسيد الكربون ، مما يضع مثل هذه السيارة على نفس المستوى مع نظيرتها التي تعمل بالبنزين (وفي بعض الحالات خطوة أعلى).
- نظرًا لخصائص التشحيم لوقود الديزل ، فإن هذه الوحدة أكثر متانة ولها عمر خدمة طويل. أيضًا ، ترجع قوتها إلى حقيقة أنه في تصنيع الشركة المصنعة تستخدم مواد أكثر متانة ، مما يعزز تصميم المحرك وأجزائه.
- على المسار ، لا يمكن تمييز سيارة الديزل عمليًا في الديناميكيات عن نظير البنزين.
- نظرًا لحقيقة أن وقود الديزل يحترق بشكل أقل ، فإن مثل هذه السيارة أكثر أمانًا - لن تؤدي الشرارة إلى حدوث انفجار ، وبالتالي ، غالبًا ما تكون المعدات العسكرية مجهزة بوحدات ديزل.
على الرغم من كفاءتها العالية ، إلا أن محركات الديزل لها عيوب عديدة:
- السيارات القديمة مجهزة بمحركات بها حجرة غير منفصلة ، لذا فهي صاخبة للغاية ، حيث يحدث احتراق MTC بصدمات حادة. لجعل الوحدة أقل ضوضاء ، يجب أن تحتوي على غرفة منفصلة ونظام تخزين وقود يوفر حقن وقود الديزل متعدد المراحل. هذه التعديلات باهظة الثمن ، ومن أجل إصلاح مثل هذا النظام ، تحتاج إلى البحث عن أخصائي مؤهل. أيضًا ، في الوقود الحديث ، منذ عام 2007 ، تم استخدام كمية أقل من الكبريت ، بحيث لا يكون للعادم رائحة كريهة نفاذة من البيض الفاسد.
- شراء وصيانة سيارة ديزل حديثة متاحة لسائقي السيارات ذوي الدخل فوق المتوسط. البحث عن قطع غيار لهذه المركبات معقد فقط بسبب تكلفتها ، ولكن الأجزاء الرخيصة غالبًا ما تكون ذات جودة رديئة ، مما قد يؤدي إلى انهيار سريع للوحدة.
- يتم غسل وقود الديزل بشكل سيئ ، لذلك عليك توخي الحذر الشديد في محطة الوقود. يوصي سائقي السيارات المتمرسين باستخدام القفازات التي تستخدم لمرة واحدة ، لأن رائحة وقود الديزل على أيديهم لا تتلاشى لفترة طويلة ، حتى بعد غسل اليدين جيدًا.
- في الشتاء ، يحتاج الجزء الداخلي للسيارة إلى التسخين لفترة أطول ، لأن المحرك ليس في عجلة من أمره لإطلاق الحرارة.
- يشتمل جهاز الوحدة على عدد كبير من الأجزاء الإضافية ، مما يعقد عملية الإصلاح. وبسبب هذا ، فإن المعدات الحديثة المتطورة مطلوبة للتعديل والإصلاح.
لتحديد وحدة الطاقة ، عليك أولاً تحديد الوضع الذي سيتم تشغيل السيارة فيه. إذا كانت السيارة غالبًا ما تغطي مسافات طويلة ، فإن الديزل هو الخيار الأفضل ، حيث سيوفر فرصة لتوفير القليل من الوقود. لكن بالنسبة للرحلات القصيرة ، فهي غير فعالة ، حيث لن تتمكن من توفير الكثير ، وسيتعين عليك إنفاق الكثير على الصيانة أكثر من وحدة البنزين.
في نهاية المراجعة ، نقدم تقرير فيديو حول مبدأ تشغيل محرك الديزل:
