Nguyên lý hoạt động của Diesel: tính năng, ưu nhược điểm

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Xe chạy bằng dầu diesel trên đường của chúng ta không phải là hiếm. Ở các nước Tây Âu, họ chiếm đa số. Động cơ diesel có một số ưu điểm hơn động cơ xăng. Nhưng đồng thời, có một số mặt hạn chế. Động cơ này là gì, thiết bị diesel là gì và nguyên lý hoạt động? Hãy xem xét trong bài viết hôm nay của chúng tôi.

Thiết bị dùng chung

Động cơ này có cấu tạo giống như động cơ xăng. Vì vậy, đây là:

• Khối xi lanh.
• Đầu.
• Cơ chế quay.

Sự khác biệt chính giữa động cơ diesel và xăng là hệ thống nhiên liệu. Nếu ở giai đoạn sau, việc cung cấp nhiên liệu được thực hiện nhờ một máy bơm cơ khí hoặc máy bơm chìm, thì máy bơm nhiên liệu áp suất cao được sử dụng trong động cơ diesel. Cũng có kim phun, nhưng không có bugi.

Cũng cần phải nói rằng tải trên các phần tử làm việc của động cơ diesel cao hơn. Do đó, tất cả các thành phần của nó đều được gia cố.

Xin lưu ý rằng động cơ diesel hiện đại có thểđược trang bị phích cắm phát sáng. Một số nhầm lẫn chúng với bugi, nhưng chúng hoàn toàn khác nhau. Trong các phương tiện diesel, chúng được sử dụng để làm nóng không khí lạnh trong xi lanh. Vì vậy, việc khởi động động cơ đốt trong vào mùa đông sẽ dễ dàng hơn.

Bản thân hệ thống phun trên động cơ diesel hiện đại là trực tiếp. Trên các động cơ cũ, quá trình đánh lửa diễn ra trong một buồng trước đặc biệt. Cái sau là một khoang nhỏ phía trên buồng đốt chính với một số lỗ để oxy đi vào.

Tính năng

Trong số các tính năng của bộ nguồn này, đáng chú ý là mức độ nén. Chúng cao gấp đôi so với động cơ xăng. Theo quan điểm này, động cơ diesel có thiết kế pít-tông đặc biệt. Đáy của chúng được xác định bởi loại buồng đốt. Bản thân đỉnh piston cao hơn so với mặt phẳng trên của khối xi lanh tại TDC.

Một điều nữa là phương pháp đánh lửa. Như chúng tôi đã nói trước đó, không có nến thông thường ở đây. Nhưng làm thế nào để nhiên liệu bốc cháy? Hỗn hợp làm việc được đốt cháy nhờ nhiệt độ cao trong buồng, nhiệt độ này đạt được sau khi không khí được nén bởi piston.

Nguyên lý hoạt động của bơm phun dầu diesel

Bơm cao áp nhận nhiên liệu, được bơm mồi áp suất thấp từ bồn chứa. Theo một trình tự nhất định, bơm phun sẽ bơm một phần nhiên liệu vào đường kim phun cho mỗi xi lanh. Các đầu phun này chỉ có thể mở khi gặp áp suất cao trong đường dây. Khi nó giảm xuống, các vòi phun đóng lại.

Bản thân động cơ diesel hoạt động như thế nào?

Xem xét nguyên lý hoạt động của động cơ dieselđộng cơ. Bản chất công việc của nó nằm ở việc đốt cháy nhiên liệu trong buồng nén khi trộn với không khí nóng.

Bản thân hỗn hợp được cung cấp riêng. Vì vậy, không khí đầu tiên được ép vào xi lanh. Xa hơn, piston bắt đầu di chuyển lên và ở vị trí TDC, nhiên liệu được phun qua vòi phun. Trong quá trình nén, không khí bị đốt nóng đến nhiệt độ cao (khoảng 800 độ C). Và nhiên liệu được cung cấp dưới áp suất 30 MPa.

Tiếp theo, hỗn hợp bốc cháy một cách tự nhiên. Điều này làm cho piston di chuyển xuống. Vì vậy, một hành trình làm việc được thực hiện - năng lượng được truyền đến trục khuỷu, cũng như bánh đà. Sau quá trình làm việc, các sản phẩm đốt cháy thoát ra ngoài qua cửa sổ thoát với sự hỗ trợ của quá trình thanh lọc. Sau đó, các khí đi vào bầu khí quyển qua bộ giảm thanh. Nhưng trên các động cơ hiện đại, các chất khí có thể được tuần hoàn lại. Chúng ta sẽ xem xét nguyên tắc hoạt động của EGR trên động cơ diesel sau một chút nữa.

Như vậy, chu trình làm việc bao gồm bốn chu kỳ. Đó là lượng khí nạp, độ nén, hành trình và khí thải. Đây chính là nguyên lý hoạt động của động cơ diesel bốn kỳ. Tôi phải nói rằng mức tiêu thụ nhiên liệu phụ thuộc vào tính đúng đắn của hành động của nó. Vì vậy, ở trạng thái bình thường, hỗn hợp nạc được sử dụng, có thể tiết kiệm đáng kể lượng tiêu thụ.

Các loại máy bơm

Có hai loại bơm tiêm:

• Nội tuyến.
• Phân phối.

Loại đầu tiên bao gồm các phần riêng biệt. Có nhiều người trong số họ nhưxi lanh trên động cơ. Mỗi phần có một ống tay áo với một pít tông đi vào. Sau này hoạt động nhờ trục cam, quay từ trục khuỷu động cơ. Các phần được sắp xếp thành một hàng. Nhưng hiện nay loại bơm phun này không được các nhà sản xuất sử dụng vì hệ thống nhiên liệu như vậy không đáp ứng được các yêu cầu về tiếng ồn và thân thiện với môi trường.

Bây giờ về phân phối. Những máy bơm như vậy tạo ra áp suất cao hơn nhiều và đáp ứng tất cả các yêu cầu hiện đại. Áp suất yêu cầu được duy trì tùy thuộc vào chế độ hoạt động hiện tại của động cơ đốt trong. Trong thiết kế của một máy bơm như vậy có một bộ phân phối pít tông. Nó thực hiện các chuyển động tịnh tiến để cung cấp nhiên liệu và chuyển động quay để phân phối nó đến các kim phun của mỗi xi lanh.

Trong số những ưu điểm của loại máy bơm đó, đáng chú ý là kích thước tổng thể nhỏ, độ ồn thấp, cũng như hoạt động ổn định ở tốc độ động cơ cao. Đồng thời, động cơ diesel như vậy lại kén chọn chất lượng nhiên liệu. Tất cả các bộ phận trong máy bơm đều được bôi trơn bằng nhiên liệu và các khe hở rất nhỏ. Sự ô nhiễm nhỏ nhất có thể khiến động cơ hoạt động không ổn định và có thể dẫn đến việc sửa chữa thiết bị nhiên liệu.

Về hệ thống Common Rail

Hơn một thập kỷ trước, các nhà sản xuất ô tô đã bắt đầu sản xuất ô tô với hệ thống Đường sắt chung. Nó là gì? Đây là phương pháp phun trực tiếp áp suất cao. Hệ thống này giúp tăng mô-men xoắn và công suất, cũng như tiết kiệm nhiên liệu tốt.

Hãy xem xét nguyên tắc của hệ thốngphun dầu diesel thông thường. Nguyên tắc dựa trên việc cung cấp nhiên liệu cho các vòi phun từ đoạn đường dốc. Áp suất trong nó được duy trì bất kể tốc độ của trục khuỷu. Việc phun nhiên liệu được thực hiện bởi các kim phun theo lệnh của bộ điều khiển EDC. Các solenoid từ tính đặc biệt được tích hợp trong nó. Bộ điều khiển hoạt động nhờ các tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển điện tử.

Trong số các tính năng của hệ thống phun, đáng chú ý là bộ phận pin. Nó bao gồm:

• Vòi phun.
• Đường ống phân phối.
• Dòng nhiên liệu.

Vì vậy, đơn vị điều khiển truyền tín hiệu đến các solenoit theo một thuật toán nhất định. Và sau đó vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào buồng. Sơ đồ như vậy có thể đạt được độ chính xác cao trong việc kiểm soát quá trình đốt cháy. Đối với áp suất, nó có thể lên tới 2,5 atm, rất nghiêm trọng. Vì vậy, nhiên liệu đốt cháy với hiệu suất tối đa. Điều này cho phép bạn tăng mô-men xoắn của động cơ. Và nhờ vào liều lượng chính xác, tiêu thụ nhiên liệu được giảm bớt và giảm độc hại của khí.

Hệ thống tuần hoàn

Hệ thống này được sử dụng trên tất cả các loại xe động cơ diesel đáp ứng các yêu cầu Euro 4. Nó còn được gọi là EGR. Vì vậy, hệ thống này loại bỏ một lượng khí thải nhất định từ ống góp phía trước tuabin và chuyển chúng đến kênh phía trước ống nạp.

Hệ thống này là một van đặc biệt và một số vòi phun để xả khí. Chiếc đầu tiên thực hiện bỏ qua ống xả và được dẫn động bằng điện. Trên một số động cơ, van EGR cóthiết bị truyền động khí nén.

Xem xét nguyên lý hoạt động của van USR trên động cơ diesel. Nó dựa trên chân không, được tạo ra bởi một máy bơm chân không đặc biệt. Mức chân không được điều chỉnh bởi một van điện từ đặc biệt.

Nguyên lý làm việc của hệ thống tuần hoàn động cơ diesel rất đơn giản. Vì vậy, bộ phận điều khiển điện tử nhận dữ liệu từ các cảm biến và đánh giá tình hình hoạt động của động cơ đốt trong ở mọi chế độ. Tiếp theo, van được mở hoặc đóng để cung cấp khí thải vào ống góp. Điều này dẫn đến giảm nồng độ oxy và giảm tốc độ cháy của hỗn hợp trong buồng. Kết quả là, nhiệt độ cháy giảm và sự hình thành các oxit có hại giảm. Vì vậy, hệ thống cho phép giảm độc tố của khí ngay cả khi động cơ đốt trong đang chạy bằng hỗn hợp loãng.

Ưu điểm của động cơ diesel

Chúng ta hãy xem xét những ưu điểm của những động cơ này. Lợi thế đầu tiên và quan trọng nhất là tính kinh tế. Vì động cơ diesel có nguyên lý hoạt động hơi khác (nó hoạt động dựa trên hỗn hợp nạc), động cơ đốt trong có thể tiêu thụ nhiên liệu ít hơn một lần rưỡi so với xăng, với cùng một thể tích.

Đồng thời, động cơ tạo ra một mô-men xoắn tốt, điều này rất quan trọng trong quá trình tăng tốc. Một điểm cộng nữa là kệ mô-men xoắn khá rộng. Lực kéo có sẵn theo nghĩa đen từ khi nhàn rỗi. Xăng đôi khi phải quay đến năm nghìn.

Nhược điểm của động cơ diesel

Vì nguyên lý hoạt động của động cơ diesel dựa trên sự tự bốc cháy của hỗn hợp, nên những động cơ như vậy rất khó khởi động trong thời tiết lạnh. Đúng,Vì điều này, họ đã nghĩ ra các phích cắm phát sáng đặc biệt. Nhưng một lần nữa, không phải tất cả các động cơ đều có chúng và đôi khi có vấn đề với chúng.

Một trong những nhược điểm lớn nhất là chi phí bảo trì. Phần tốn kém nhất là thiết bị nhiên liệu. Nếu nó trở nên không sử dụng được, thì bạn nên chuẩn bị cho một khoản đầu tư nghiêm túc. Rất khó để tự sửa chữa kim phun hoặc bơm nhiên liệu. Điều này đòi hỏi kỹ năng và thiết bị chuyên dụng.

Trong số những nhược điểm khác, đáng chú ý là tiếng ồn tăng lên. Dù động cơ diesel có công nghệ tiên tiến đến đâu thì nó vẫn sẽ hoạt động mạnh hơn động cơ xăng. Đây là một trong những lý do chính khiến các nhà sản xuất ô tô không chuyển sang động cơ diesel trong thời gian dài.

Một nhược điểm khác là yêu cầu cao về nhiên liệu và vật tư tiêu hao. Nếu chúng ta nói về động cơ diesel hiện đại, trong đó bơm nhiên liệu cao áp được bôi trơn bằng chính nhiên liệu, thì chất lượng của nó phải ở mức tương đương. Đối với các loại dầu cũng vậy. Chỉ nên điền từ tổng hợp và thay đổi sau mỗi 10 nghìn km.

Tổng hợp

Như vậy, chúng ta đã tìm hiểu xem động cơ diesel có nguyên lý hoạt động và tính năng của nó là gì. Như bạn thấy, với những ưu điểm của mình, động cơ này không phải là không có một số nhược điểm. Nhưng nó có đáng để mua một chiếc xe chạy dầu thay vì một chiếc xe chạy xăng? Như thực tế cho thấy, việc mua hàng là hợp lý, vì nhiều chi phí được bù đắp bằng mức tiêu thụ nhiên liệu ít ỏi.