درجة حرارة تشغيل محرك الديزل - كيف تحقق وتتحكم؟
محتوى
ما هي درجة حرارة تشغيل محركات الديزل وما هي مميزاتها؟ ستتم مناقشة هذه الأسئلة والعديد من الأسئلة الأخرى أدناه.
محتوى
- 1 ميزات محرك الديزل
- 2 مزايا وعيوب محرك الديزل
- 3 المعالم الرئيسية لوحدات الديزل
- 4 مراحل احتراق الوقود وطبيعة غازات العادم
- 5 درجة حرارة تشغيل المحرك في الشتاء - كيف تبدأ بشكل صحيح؟
ميزات محرك الديزل
لذلك ، قبل التطرق إلى أي معلمات محددة ، يجب أن تقرر ما هو محرك الديزل بشكل عام. يعود تاريخ هذا النوع من المحركات إلى عام 1824 ، عندما طرح عالم فيزيائي فرنسي مشهور نظرية مفادها أنه من الممكن تسخين الجسم إلى درجة الحرارة المطلوبة عن طريق تغيير حجمه. بمعنى آخر ، عن طريق إجراء ضغط سريع.
ومع ذلك ، وجد هذا المبدأ تطبيقًا عمليًا بعد عدة عقود ، وفي عام 1897 تم إنتاج أول محرك ديزل في العالم ، ومطوره هو المهندس الألماني رودولف ديزل. وبالتالي ، فإن مبدأ تشغيل مثل هذا المحرك هو الاشتعال الذاتي للوقود الذري الذي يتفاعل مع الهواء المسخن أثناء الانضغاط. نطاق هذا المحرك واسع جدًا ، بدءًا من السيارات القياسية والشاحنات والآلات الزراعية وينتهي بالدبابات وبناء السفن.
مزايا وعيوب محرك الديزل
الآن يجب أن تُقال بضع كلمات عن جميع إيجابيات وسلبيات هذه الهياكل. لنبدأ بالإيجابيات. تعمل المحركات من هذا النوع على أي وقود تقريبًا ، لذلك لا توجد متطلبات جادة لجودة هذا الأخير ، علاوة على ذلك ، مع زيادة كتلته ومحتواه من ذرات الكربون ، تزداد القيمة الحرارية للمحرك ، وبالتالي ، كفاءة. تتجاوز كفاءتها في بعض الأحيان 50٪.
السيارات المزودة بمثل هذه المحركات "أكثر استجابة" ، وكل ذلك بفضل القيمة العالية لعزم الدوران عند الدورات المنخفضة.. لذلك ، يتم الترحيب بمثل هذه الوحدة في طرازات السيارات الرياضية ، حيث يستحيل عدم إخراج الغاز من القلب. بالمناسبة ، كان هذا العامل هو الذي ساهم في انتشار استخدام هذا النوع من المحركات في الشاحنات الكبيرة. وكمية ثاني أكسيد الكربون في غازات العادم لمحركات الديزل أقل بكثير من تلك الموجودة في محركات البنزين ، وهي أيضًا ميزة لا شك فيها. بالإضافة إلى ذلك ، فهي أكثر اقتصادا ، وحتى قبل أن تكون تكلفة الوقود أقل بكثير من البنزين ، على الرغم من أن أسعارها اليوم متساوية تقريبًا.
أما النواقص فهي كالتالي. نظرًا لحقيقة وجود توتر ميكانيكي كبير أثناء عملية التشغيل ، يجب أن تكون أجزاء محرك الديزل أكثر قوة وذات جودة عالية ، وبالتالي أكثر تكلفة. بالإضافة إلى أن هذا يؤثر على القوة المتطورة ، وليس من الجانب الأفضل. يعتبر الجانب البيئي للقضية مهمًا جدًا اليوم ، لذلك ، من أجل تقليل انبعاثات العادم ، فإن المجتمع مستعد لدفع ثمن محركات أنظف وتطوير هذا المجال في مختبرات البحث.
عيب آخر مهم هو احتمال تجمد الوقود في موسم البرد ، لذلك إذا كنت تعيش في منطقة تسود فيها درجات حرارة منخفضة نسبيًا ، فإن سيارة الديزل ليست الخيار الأفضل. قيل أعلاه أنه لا توجد متطلبات جدية لجودة الوقود ، ولكن هذا ينطبق فقط على شوائب الزيت ، ولكن مع الشوائب الميكانيكية ، يكون الوضع أكثر خطورة. تعتبر أجزاء الوحدة حساسة للغاية لمثل هذه المواد المضافة ، بالإضافة إلى أنها تفشل بسرعة ، والإصلاحات معقدة للغاية ومكلفة.
المعالم الرئيسية لوحدات الديزل
قبل الإجابة على السؤال ، ما هي درجة حرارة تشغيل محرك الديزل ، يجدر الانتباه قليلاً لمعاييره الرئيسية. وتشمل هذه نوع الوحدة ، اعتمادًا على عدد الدورات ، يمكن أن يكون هناك محركات رباعية أو ثنائية الأشواط. من الأهمية بمكان أيضًا عدد الأسطوانات مع موقعها وترتيب عملها. تتأثر قوة السيارة أيضًا بشكل كبير بعزم الدوران.
الآن دعونا نفكر بشكل مباشر في تأثير درجة انضغاط خليط الوقود والغاز ، والذي ، في الواقع ، يحدد درجة حرارة التشغيل في أسطوانات محرك الديزل. كما ذكرنا في البداية ، يعمل المحرك بإشعال أبخرة الوقود عندما تتفاعل مع الهواء الساخن. وهكذا ، يحدث التمدد الحجمي ، يرتفع المكبس ، ويدفع بدوره العمود المرفقي.
كلما زاد الضغط (ترتفع درجة الحرارة أيضًا) ، زادت كثافة العملية الموصوفة أعلاه ، وبالتالي تزداد قيمة العمل المفيد. كمية الوقود لم تتغير.
ومع ذلك ، ضع في اعتبارك أنه من أجل التشغيل الأكثر كفاءة للمحرك ، يجب أن يحترق خليط الهواء والوقود بالتساوي ، ولا ينفجر. إذا جعلت نسبة الضغط عالية جدًا ، فسيؤدي ذلك إلى نتيجة غير مرغوب فيها - اشتعال غير متحكم فيه. بالإضافة إلى ذلك ، لا يساهم هذا الموقف في عدم كفاءة تشغيل الوحدة فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى ارتفاع درجة الحرارة وزيادة تآكل عناصر مجموعة المكبس.
مراحل احتراق الوقود وطبيعة غازات العادم
كيف تتم عملية احتراق خليط الوقود والهواء في محركات الديزل وما درجة الحرارة في الغرفة؟ لذلك ، يمكن تقسيم العملية الكاملة لتشغيل المحرك إلى أربع مراحل رئيسية. في المرحلة الأولى ، يتم حقن الوقود في غرفة الاحتراق ، والتي تحدث تحت ضغط عالٍ ، وهي بداية العملية برمتها. ثم يشعل الخليط الذي تم رشه جيدًا تلقائيًا (المرحلة الثانية) ويحترق. صحيح أن الوقود بكامل حجمه بعيد عن أن يكون دائمًا ممزوجًا جيدًا بما يكفي مع الهواء ، وهناك أيضًا مناطق بها بنية غير مستوية ، تبدأ في الاحتراق مع بعض التأخير. في هذه المرحلة ، من المحتمل أن تحدث موجة صدمة ، لكنها ليست مروعة ، لأنها لا تؤدي إلى انفجار. تصل درجة الحرارة في غرفة الاحتراق إلى 1700 كلفن.
خلال المرحلة الثالثة ، تتشكل قطرات من الخليط الخام ، وعند درجات حرارة مرتفعة تتحول إلى سخام. تؤدي هذه العملية بدورها إلى درجة عالية من تلوث غازات العادم. خلال هذه الفترة ، تزداد درجة الحرارة بدرجة أكبر بما يصل إلى 500 كلفن وتصل إلى قيمة 2200 كلفن ، في حين أن الضغط ، على العكس من ذلك ، ينخفض تدريجياً.
في المرحلة الأخيرة ، تحترق بقايا خليط الوقود بحيث لا تخرج كجزء من غازات العادم ، مما يؤدي إلى تلويث الغلاف الجوي والطرق بشكل كبير. تتميز هذه المرحلة بنقص الأكسجين ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن معظمها قد احترق بالفعل في المراحل السابقة. إذا قمنا بحساب إجمالي كمية الطاقة المستهلكة ، فسيكون حوالي 95٪ ، بينما يتم فقد 5٪ المتبقية بسبب الاحتراق غير الكامل للوقود.
من خلال ضبط نسبة الضغط ، أو بالأحرى ، الوصول إلى الحد الأقصى المسموح به ، يمكنك تقليل استهلاك الوقود بشكل طفيف. في هذه الحالة ، ستكون درجة حرارة غازات العادم لمحرك الديزل في حدود 600 إلى 700 درجة مئوية. ولكن في محركات المكربن المماثلة ، يمكن أن تصل قيمتها إلى 1100 درجة مئوية. لذلك ، اتضح أنه في الحالة الثانية يتم فقد المزيد من الحرارة ، ويبدو أن هناك المزيد من غازات العادم.
درجة حرارة تشغيل المحرك في الشتاء - كيف تبدأ بشكل صحيح؟
بالتأكيد ليس فقط أصحاب السيارات المزودة بمحرك ديزل يعرفون أنه يجب تسخين السيارة لعدة دقائق قبل القيادة ، وهذا صحيح بشكل خاص في موسم البرد. لذا ، دعونا نلقي نظرة على ميزات هذه العملية. المكابس هي أول ما يتم تسخينه ، وبعد ذلك فقط يتم تسخين كتلة الأسطوانة. لذلك ، فإن التمدد الحراري لهذه الأجزاء مختلفة ، والزيت الذي لم يتم تسخينه إلى درجة الحرارة المطلوبة له قوام كثيف ولا يتدفق بالكمية المطلوبة. وبالتالي ، إذا بدأت في إطلاق الغاز على سيارة غير دافئة بشكل كافٍ ، فسيؤثر ذلك سلبًا على الحشية المطاطية الموجودة بين الأجزاء المذكورة أعلاه وعناصر المحرك.
ومع ذلك ، فإن الاحماء المفرط للمحرك أمر خطير أيضًا ، لأنه في هذا الوقت تعمل جميع الأجزاء ، إذا جاز التعبير ، للتآكل. وبالتالي ، يتم تقليل مدة خدمتهم. كيف يتم تنفيذ هذا الإجراء بشكل صحيح؟ أولاً ، من الضروري رفع درجة حرارة السائل إلى 50 درجة مئوية عند الخمول ثم البدء في الحركة ، ولكن فقط في حالة ترس منخفض ، لا تتجاوز 2500 دورة في الدقيقة. بعد تسخين الزيت إلى العلامة عندما تكون درجة حرارة التشغيل 80 درجة مئوية ، يمكنك إضافة سرعة المحرك.
• نظام التبريد معيب.
• الضغط في الاسطوانات منخفض.
إذا لم يتم تسخين محطة توليد الكهرباء بالديزل إلى درجة حرارة التشغيل ، فلن يحترق وقود الديزل تمامًا أثناء القيادة تحت الحمل ، ونتيجة لذلك ، تتشكل رواسب الكربون ، وتصبح حاقنات الوقود مسدودة ، ويفشل مرشح الجسيمات بسرعة ، وعناصر مختلفة من الديزل تبلى المحرك وهذه ليست قائمة كاملة من العواقب.
على سبيل المثال ، في حالة انسداد حاقنات الوقود ، لن يتم رش وقود الديزل ، ولكن في أحسن الأحوال سيتم سكبه في غرف الاحتراق ، على التوالي ، لا يمكن للوقود الاحتراق تمامًا ، وتتكون رواسب الكربون على المكابس أولاً ، ولاحقًا ، بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، قد يحترق السطح ببساطة. إذا احترق صمام العادم ، سينخفض الضغط في الأسطوانة ، ولن يكون ضغط الانضغاط كافيًا لإشعال خليط الوقود. وفقًا لذلك ، سيتم استبعاد درجة حرارة التشغيل لمثل هذا المحرك ، وستكون البداية هي نفسها
كل هذه الطرق ستساعد في إنقاذ المحرك إذا كان لا يزال يعمل في الشتاء ، ولكن ماذا لو رفض الاستجابة لأفعالك؟ من الصعب أن تنصح بأي شيء بالفعل بشأن حقيقة المشكلة ، فمن الأسهل منعها. أصبح هذا ممكنًا بفضل اختراع جديد لمصنعي الوقود - إضافات تساعد في التكوين وليس الشمع. بالإضافة إلى القدرة على إضافتها بنفسك ، يمكنك شراء وقود الديزل الجاهز بالنسب المثلى لهذه المواد المضافة. في معظم المناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة في فصل الشتاء ، يظهر في محطات الوقود بالفعل في الصقيع الطفيف الأول ، وغالبًا ما يشار إليه باسم DT-Arktika.
