- A dízelmotor belső égésű, üzemanyaga a magas hőmérsékletre sűrítés után gyullad meg.
- Rudolf Diesel 1892-ben mutatta be a gyújtómotort külső gyújtás nélkül.
- A dízel és a benzinmotor közti legfőbb különbség a gyújtás módja.
- Több henger simább működést és nagyobb erőt adhat, ugyanakkor összetettebb.
A dízelmotor egy belsőégésű motor, amelyben az üzemanyag a szükséges levegő magas hőmérséklet miatt gyullad meg. Ebben a motortípusban az üzemanyag nem egy segédmotor, például a szikragyújtójú motorok gyújtógyertyája révén gyullad meg. Az alábbiakban mindent megtanulunk a dízelmotorról, kezdve a történetével.
A dízelmotor rövid története
Kezdetben a dízelt figyelmen kívül hagyták, és hulladéknak tekintették. Nem tekintették értékes üzemanyagforrásnak, hanem több mint 40 évig az olajfinomítás hasznosíthatatlan termékének tartották. Amikor azonban Rudolf Diesel 1892-ben bemutatta a gyújtómotort, az mérnöki innováció volt, mert az üzemanyagot nem kellett külső forrásból meggyújtani.
Kezdetben Diesel egy olyan motort szeretett volna tervezni, amely szénporral, ammóniával vagy földimogyoró-olajjal működik, de rájött, hogy a dízel jobb választás.
Rájött, hogy ahhoz, hogy a motor működjön, a dízelt magas hőmérsékletre kell sűríteni, hogy az üzemanyagot henger belsejében gyújtsa meg. Amikor a robbanás bekövetkezik, megmozgat egy dugattyút, amely működésbe hozza a motort.
A kisautók motorjának sikerét követően a nagyobb gépjárművek motorja is fejlődött. A feltalálása utáni 20 évben teherautók, traktorok, vonatok és hajók hajtómotorja volt. A motor az évek során folyamatosan javult, és ma is széles körben használják.
Különbségek / Hasonlóságok a dízel- és benzinmotor között
Nem beszélhetünk a dízelmotorról anélkül, hogy összehasonlítanánk a nagy “riválisával”: a benzinmotorral. A kettőt több szempontból össze lehet vetni, amelyeket a későbbiekben megvitatunk.
Dízel kontra benzin
Először is, mindkét motor belső égéssel működik. Az üzemanyag a motorba való belépéskor keveredik a levegővel, és a hengerben sűrűsödik.
Egy bizonyos ponton az üzemanyag begyullad, amely megmozgatja a dugattyút, és forgásba hozza a főtengelyt, amely a sebességváltóhoz van kötve és mozgásban hozza a kerekeket. Továbbá a dugattyú felfelé mozog a hengerben, és kinyomja a kipufogógázokat a kipufogócsőbe. Ez a ciklus másodpercenként többször megismétlődik.
Minél több henger van egy motorban, annál simábban működik és több erőt ad le. Ennek oka az, hogy az égési folyamatok rövid távra történnek egymástól.
Azonban a hengerek száma hátrány is lehet, mivel minél nagyobb, annál bonyolultabb és mechanikailag hatékonytalanabb a motor. A hengerek konfigurációja szintén befolyásolja a teljesítményt és a vibráció mértékét. Mindezek a szempontok mindkét típusú motornál érvényesek.
A fő különbség a dízelmotor és a benzinmotor között az, ahogyan az üzemanyag begyullad a motorban. A benzinmotorban a levegő és az üzemanyag összesűrűsödik, majd a ciklus egy kritikus pontján egy gyújtógyertya begyullítja a keveréket.
Másrészt a dízelmotorok nincsenek normál gyújtógyertyákkal felszerelve, izzítógyertyákat használnak. Tehát, amikor a dízel és a levegő eléggé összekeveredik, az extrém sűrítés elég hőt termel a keverék begyújtásához. Ezt a folyamatot kompressziós gyújtásnak nevezik, és ez a dízelmotor működésének alapja.
Egy másik különbség az, hogy a dízel üzemanyag több potenciális energiát tartalmaz, ami azt jelenti, hogy a dízelmotorok kevesebb üzemanyagot igényelnek ugyanazon távolság megtételéhez. Továbbá, a dízelmotorok tulajdonosai további lehetőséggel rendelkeznek: a biodízellel, amely más forrásokból készül, mint az olaj.
Teljesítmény és nyomaték
A motor hatékonyságát teljesítményt és nyomatékban mérik. Az elsőt lóerőben mérik, a második pedig a motor hajtásláncban megjelenő forgó erejét határozza meg. Ideális esetben mindkettőnek nagynak kell lennie. Ha az autónak sok lóereje van, de alacsony a nyomatéka, nehezebben indul el.
A nyomaték felelős elsősorban a mozgásért, ezért gyakran használják a dízelmotorokat nehéz járművekben. Másrészt, a dízelmotorok nem gyorsulnak olyan gyorsan, így általánosabban kevesebb lóerővel rendelkeznek, mint a benzinmotorok. Ez az oka annak, hogy a dízel sportautók száma alacsonyabb.
Megbízhatóság
Mivel a dízelmotorok kompressziós gyújtást használnak, nagyon erősek, megbízhatóak és kevesebb karbantartást igényelnek. Ezen okok miatt a dízelmotorok múltja nehéz volt. Azonban a modern gyártási módszereknek köszönhetően a dízelmotorok súlya jelentősen csökkent.
Ezenkívül a dízelmotorok egyszerűbbek, mint a benzinmotorok, mivel nem használnak gyújtógyertyákat és a hozzá kapcsolódó elektromos rendszereket. Manapság a dízelautók teljesítménye megközelíti a benzinmotorokét, ám jelentős előnnyel rendelkeznek az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás és nagyobb megbízhatóság terén. Általában a dízelmotorok felülmúlják a benzinmotorokat a szolgáltatások közötti kilométer / órák számában, ami kevesebb pénzkiadást jelent.
A dízelmotorok egyik előnye a fojtószelep test hiánya. Amikor lenyomja a gázpedált, egy szelep nyílik meg a motor beléptetőjén, lehetővé téve a levegő belépését a motorba, így több teljesítményt hoz létre.
A motor számítógépe tudomásul veszi, hogy több üzemanyag befecskendezése szükséges az extra levegő érdekében. A dízelmotorok esetében nem szükséges a fojtószelep. Ebben az esetben a gázpedál az injektált üzemanyag mennyiségét szabályozza. A benzinmotoroknál alkalmazott fojtószelep test akadályként funkcionál, és ez az egyik oka annak, hogy a dízelautók kevesebb üzemanyagot fogyasztanak.
Befecskendezés
A belső égésű motorok hatékony működéséhez az üzemanyagot és a levegőt megfelelően kell keverni. A dízelmotor több problémával küzd e tekintetben, mivel a dízel és a levegő különböző időpontokban lépnek be a ciklusba.
A dízelmotoroknál két fő megközelítés létezik: közvetlen és közvetett befecskendezés.
A közvetett befecskendezés során van egy kis örvénykamra, amelybe a befecskendező az üzemanyagot permetezi, mielőtt az a fő égéstérbe kerülne. Az örvénykamra turbulenciát okoz az üzemanyagban, hogy jobban keveredjen az égéstér levegőjével. Ennek a rendszernek a hátránya: az örvénykamra gyakorlatilag az égéstér részévé válik. Mit jelent ez? Az égéstér egészként szabálytalan formájú lesz, ami befolyásolhatja az égést és a hatékonyságot.
A közvetlen befecskendezésű motor nem rendelkezik örvénykamrával. Ezzel szemben az üzemanyag közvetlenül az égéstérbe kerül. Ennek a motornak a tervezésekor különös figyelmet kell fordítani az égéstér kialakítására, hogy elegendő égés legyen biztosítva.
Felépítés
A kétfajta motor főbb alkatrészei hasonlóak és nagyjából azonos folyamatokért felelősek. Azonban a dízelmotor alkatrészeinek erősebbnek kell lenniük, mint a benzinmotor alkatrészeinek a nagyobb igénybevételt jelentő folyamatok miatt.
A motorblokk falai általában sokkal vastagabbak a dízelmotoroknál, és több lengéscsillapító van bennük, hogy nagyobb ellenállást biztosítsanak, elnyeljék az ütéseket, és hatékonyabban csökkentsék a zajt.
Ezenkívül a dugattyúk, hajtókarok, főtengely, csapágyak sokkal erősebbek kell lenniük, mint a benzinmotorokban. A hengerfej kialakításának másnak kell lennie az injektorok miatt, de a égésterek formája miatt is.
Szennyezés és zaj
Ezek napjainkban kulcskérdések, amikor a globális felmelegedés és a környezeti hatások fontosá váltak. A szennyezés az egyik fő oka annak, hogy a dízelmotorok alig törnek be az új autók piacára.
Szerencsére a dízel technológia modernizálódik, és ma a dízelmotorok tisztábbak, mint valaha. A kén nagyrészt eltávolításra került az új motorokból innovatív szűrési módszerekkel.
A dízelmotorok és a benzinmotorok hangszintje kiegyenlítődött, különösen, ha figyelembe vesszük az elképzelhetetlen hangokat, amelyeket évtizedekkel ezelőtt a dízelautók produkáltak, amelyek már messziről felismerhetők voltak.
Hogyan jutunk dízelhez?
Jelenleg két fő dízeltípus létezik: kőolajalapú dízel (kőolajból származtatva) és biodízel (szerves anyagokból készítve).
A kőolajalapú dízel nyersolajként kezdi, nagy mennyiségű növényi és állati biomassza eredményeként, amelyhez nyomás és fűtési folyamatok adódnak. Miután összegyűlt az alapolaj, egy finomítóba szállítják, ahol három fő folyamatnak vetik alá: elválasztás, átalakítás, tisztítás.
Az elválasztás folyamata magas lepárlótornyokban történik, ahol az olaj extrém hőmérsékletnek van kitéve, hogy gázokra és folyadékokra váljon szét.
A termékek elválasztása a hőmérsékletkülönbség alapján történik a torony teteje és alja között. A torony belsejében az eloszlás a következő: propán gáz felfelé, középen a dízel, alul a kenőanyagok.
A következő folyamat az átalakítás, amely során katalizátort alkalmaznak a nehézolajokra, hogy még több benzint, dízelt és propánt hozzanak létre. A tisztítás az utolsó lépés, ami magában foglalja a termékek hidrogénnel és katalizátorral való kitettségét a kén eltávolítása érdekében.
Hogyan jutunk benzinhez?
A dízelhez hasonlóan a benzin is nyersolajként kezdi életét. De miután a finomítóba érkezik, egy frakcionált lepárlásnak nevezett eljárással finomítják. Az extrakció folyamata a desztillációt használja a nyersolaj különböző lepárlókra bontásához, beleértve a benzint is.
Az extrakciós folyamat megkezdése a nyersolajat 400 Celsius fokra melegíti. A hő hatására az olaj folyékony formájából gőzzé alakul, ami kilép a kemencéből egy lepárló toronyba, ahol lehűlt állapotba kerül.
Amikor a gőzök elérik a 150 Celsius fokot, a belőlük álló szénhidrogének gázhelységbe lépnek. A benzin az extrakciós folyamat részeként a lepensíkokra gyűlik össze, és egy tárolótartályban szívja fel.
A lepárló toronyból kilépő nyers üzemanyag nem kész arra, hogy a benzinkutakra kerüljön a végső lépés, azaz az emissziót és fogyasztást csökkentő adalékanyagok hozzáadása előtt.
Fotó forrása: mechanicshub.com, carmudi.com.ph, wonderfulengineering.com, cummins.com, bbc.com, cnbc.com
